特許 7392141 拡張領域で動作する自律走行車両のための無線制御システム

(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】

(24)【登録日】2023-11-27

(45)【発行日】2023-12-05

(54)【発明の名称】拡張領域で動作する自律走行車両のための無線制御システム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20231128BHJP

   H04W 4/40 20180101ALI20231128BHJP

   G08G 1/09 20060101ALI20231128BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 A

H04W4/40

G08G1/09 V

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022527163

(86)(22)【出願日】2019-11-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-09

(86)【国際出願番号】 EP2019081483

(87)【国際公開番号】W WO2021093967

(87)【国際公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-11-11

(73)【特許権者】

【識別番号】512272672

【氏名又は名称】ボルボトラックコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(74)【代理人】

【識別番号】100169018

【弁理士】

【氏名又は名称】網屋 美湖

(74)【代理人】

【識別番号】100217076

【弁理士】

【氏名又は名称】宅間 邦俊

(72)【発明者】

【氏名】ハーゲルスカンス，ヨナス

【審査官】佐藤 吉信

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１１８２３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０７２９４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｇ０５Ｄ １／００－ １／１２

Ｈ０４Ｗ ４／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ローカルステーション（１）であって、
前記ローカルステーションの無線カバレッジエリア（９）において、自律走行車両（２０、２１、２２）が当該信号を受信している間に移動することを許可する永続的なステータス信号を送信するように動作可能な無線送信機（２）と、
前記ステータス信号を中断させるための緊急停止スイッチ（３）と
を備え、
通信ネットワーク（１１）によってリンクされている、１つまたは複数の同様に装備されたさらなるローカルステーションと通信するための通信エレメント（４）であって、
前記ローカルステーションの前記緊急停止スイッチの作動に応答して、前記さらなるローカルステーションのうちの少なくとも１つに前記ステータス信号を中断するように命令することと、
前記さらなるローカルステーションのうちの１つから受信した、前記ステータス信号を中断させる命令を実行することと
を行うように構成された通信エレメントを備えることを特徴とする、ローカルステーション。

【請求項2】

前記通信ネットワークは、有線ネットワークであることを特徴とする、請求項１に記載のローカルステーション。

【請求項3】

前記緊急停止スイッチは、人間のオペレータによって作動可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載のローカルステーション。

【請求項4】

前記緊急停止スイッチは、前記ローカルステーションに配置された緊急停止キー（５）を備えることを特徴とする、請求項３記載のローカルステーション。

【請求項5】

前記緊急停止スイッチは、前記ローカルステーションの前記無線カバレッジエリア内に配置されたセンサ（６）からの信号により作動可能である、請求項１－４のいずれかに記載のローカルステーション。

【請求項6】

前記通信エレメントは、前記受信した命令を前記さらなるローカルステーションのうちの別の１つに伝播させるように構成されている、請求項１－５のいずれかに記載のローカルステーション。

【請求項7】

前記通信エレメントは、
前記通信ネットワークによってリンクされているさらなるローカルステーションの存在を感知することと、
前記感知された存在に応じて、前記命令及び任意の伝播を実行することと
を行うように構成されている、請求項１－６のいずれかに記載のローカルステーション。

【請求項8】

前記感知することは、前記命令および伝播が向けられるべき、少なくとも１つの隣接するローカルステーションを識別することを含む、請求項７に記載のローカルステーション。

【請求項9】

前記通信エレメントは、前記通信ネットワークを介してハートビート信号を発信し、前記ハートビート信号を中断することによって前記命令及び任意の伝播を実行するように構成されている、請求項１－８のいずれかに記載のローカルステーション。

【請求項10】

前記緊急停止スイッチが作動したことの視覚的表示（８）を表示するように構成されている、請求項１－９のいずれかに記載のローカルステーション。

【請求項11】

自律走行車両（２０、２１、２２）を制御するための無線制御システム（１０）であって、
請求項１－１０のいずれかに記載の複数のローカルステーション（１）と、
前記通信ネットワーク（１１）と
を備えた無線制御システム。

【請求項12】

自律走行車両（２０、２１、２２）を制御するための無線制御システム（１０）のローカルステーション（１）によって実施される方法（５０）であって、
前記ローカルステーションの無線カバレッジエリア（９）において、自律走行車両（２０、２１、２２）が当該信号を受信している間に移動することを許可する永続的なステータス信号を送信すること（５２）と、
前記ローカルステーションの緊急停止スイッチ（３）の作動（５３）に応答して、前記ステータス信号を中断すること（５４）と
を含み、
さらに、前記作動に応答して、前記無線制御システム内の１つまたは複数の同様に装備されたさらなるローカルステーション（１）に、前記ステータス信号を中断するように命令する（５５）
ことを特徴とする方法。

【請求項13】

前記さらなるローカルステーションのうちの１つから受信した命令を実行し、前記ローカルステーションのステータス信号を中断することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記受信した命令を前記さらなるローカルステーションのうちの別の１つに伝播させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記ローカルステーションが通信ネットワークによってリンクされているさらなるローカルステーションの存在を感知し、
前記感知された存在に応じて、前記命令及び任意の伝播を実行する
ことをさらに含む、請求項１２－１４のいずれかに記載の方法。

【請求項16】

前記感知することは、前記命令および任意の伝播が向けられるべき、少なくとも１つの隣接するローカルステーションを識別すること（５１）を含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

自律走行車両（２０、２１、２２）を制御するための無線制御システム（１０）のローカルステーション（１）を制御するプロセッサ（７）によってプログラムが実行されると、前記ローカルステーションに請求項１２に記載の方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラム。

【請求項18】

自律走行車両（２０、２１、２２）を制御するための無線制御システムのローカルステーション（１）を制御するプロセッサ（７）によって実行されると、前記ローカルステーションに請求項１２に記載の方法を実行させる命令を含む、コンピュータ読取可能な媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自律走行車両（autonomous vehicles）の無線制御システムの分野に関する。特に、単一の送信機のカバレッジエリアを超えた効果を有する緊急停止機構を提供する。

【背景技術】

【0002】

自律走行車両（ＡＶ）は、ほとんどまたは全く人間の相互作用なしに動作するように設計されているが、受け入れられている安全基準は、監視だけでなく、信頼性の高い緊急停止機構の利用可能性をも要求する。ＡＶの運転中、そのような緊急停止は、例えばセンサ信号に基づいて自動的に、または人間のオペレータによって命令され得る。特に、大型ＡＶや自律型建設機械、及び同様の機械において、安全基準が特に厳しくなっている。

【0003】

無線ＡＶ制御システムを設計する際には、無線通信の故障しやすい性質を考慮しなければならない。実際、送信機が常に走行中のＡＶとの有効な無線リンクを有しており、必要なときに緊急停止メッセージを送信できると仮定すると、緊急停止機構は本質的に安全ではない可能性がある。そこで、無線ＡＶ制御システムが認証信号を送らずに緊急停止を命令することで、無線リンク障害のリスクを低減することができる。ＡＶ側の観点においては、例えば特定の間隔で予定通りに認証信号を受信した場合のみ、移動が可能となる。ＡＶは、送信機との無線リンクを失った場合には停止しなければならない。

【0004】

この「許可信号」パラダイムの下での無線ＡＶ制御システムにおける緊急停止機構は、通常、十分な安全特性をもって設計することができる。ＡＶが単一の無線送信機でカバーできない作業現場で動作する使用事例のために、同等の緊急停止機構を備えたＡＶ制御システムを提供することが望ましい。作業現場の物理的範囲が広大であったり、反射面や吸収面があったり、他の送信機との干渉を管理する必要がある場合は、複数の送信機が必要になる。

【発明の概要】

【0005】

本発明の目的は、単一の無線カバレッジエリアを超えて動作するＡＶのための緊急停止機構を提案することである。本発明は、独立請求項によって定義される。

【0006】

本発明の第１の態様は、ＡＶを制御するための無線制御システムであって、複数のローカルステーションと、ローカルステーションをリンクする通信ネットワークとを備える、無線制御システムを提供する。ローカルステーションは、別個の、しかし必ずしも不連続ではない無線カバレッジエリアに対応する。

【0007】

第２の態様は、無線制御システムのためのローカルステーションを提供する。ローカルステーションは、無線送信機と緊急停止スイッチとを含んで構成され得る。無線送信機は、当該信号を受信している間に移動することを許可する永続的なステータス信号を送信するように動作可能である。ステータス信号の送信は、緊急停止スイッチを用いて中断することができる。第２の態様によれば、ローカルステーションは、ローカルステーションが通信ネットワークによってリンクされている、同様に装備された１つまたは複数のさらなるローカルステーションと通信するための通信エレメントをさらに備える。通信エレメントは、さらなるローカルステーションのうちの少なくとも１つに対して、ステータス信号の送信を中断するように命令するように構成されている。逆に、通信エレメントは、さらなるローカルステーションの１つから、ステータス信号の送信を中断する命令を受信した場合、その命令を実行するように構成されている。

【0008】

本明細書で使用されるように、２つのローカルステーションは、それらが第２の態様による構造的および機能的特性を有する場合、「同様に装備された」ものである。これは、類似性の最小の程度を定義するものである。ローカルステーションは、同一に装備される必要はなく、ローカルステーションのいずれかが追加の構造または機能性を含んでもよい。

【0009】

第２の態様によるローカルステーションを含む無線制御システムは、各ＡＶへの無線リンクの障害に対して本質的に安全である。１つのローカルステーションの緊急停止スイッチによってトリガされた緊急停止は、通信ネットワークを介して、すなわち、ＡＶへの無線リンクに依存することなく、さらなるローカルステーションに伝播される。この伝播により、制御システムのすべてのローカルステーションからのステータス信号の伝送が中断され、すべてのＡＶが停止するように命令される。

【0010】

第３の態様は、無線ＡＶ制御システムにおいてローカルステーションによって実施される方法に関するものである。この方法によれば、緊急停止スイッチの作動は、ローカルステーションにそのステータス信号を中断させるだけでなく、無線制御システム内の１つまたは複数のローカルステーションにその中断を命令する。

【0011】

第３の態様に従った論理で構成されたローカルステーションは、本質的に安全なグローバル緊急停止機能を有する無線ＡＶ制御システムの要素として機能することができる。

【0012】

第４の態様は、前記方法を実行するためのコンピュータプログラムを提供する。

【0013】

さらなる有利な実施形態は、従属請求項によって定義され、以下に詳細に説明される。

【0014】

一般に、特許請求の範囲で使用される全ての用語は、本明細書で別段の定めがない限り、技術分野におけるその通常の意味に従って解釈されるべきである。「a／an／the要素、装置、構成要素、手段、ステップ等」への全ての言及は、別段に明示的に記載されていない限り、その要素、装置、構成要素、手段、ステップ等の少なくとも１つのインスタンスを指すものとして、オープンに解釈されるものとする。本明細書に開示された任意の方法のステップは、明示的に記載されていない限り、開示された正確な順序で実行される必要はない。

【0015】

ここで、態様および実施形態を、添付の図面を参照して、例示的に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】複数のローカルステーションを有するＡＶ制御システムが配備された作業現場の例を示す図である。

【図2】リニアバス型トポロジーを有する通信ネットワークでリンクされた２つのローカルステーションを示す図である。

【図3】デイジーチェーントポロジーを有する通信ネットワークでリンクされた３つのローカルステーションと、これらの間で交換されるメッセージを示す図である。

【図4】例示的なＡＶを示す図である。

【図5】ローカルステーションで実施される方法のフローチャートを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本開示の態様を、本発明の特定の実施形態が示されている添付図面を参照しながら、より完全に説明する。

【0018】

しかしながら、これらの態様は、多くの異なる形態で具体化されることができ、記載された実施形態は、限定的に解釈されるものではなく、むしろ、これらの実施形態は、この開示が徹底的かつ完全であり、当業者に本発明の全ての態様の範囲を完全に伝えるように、例示として提供される。同番号は、本明細書全体を通して同種の要素を指す。

【0019】

図１は、複数のＡＶ２０、２１、２２が無線制御システム１０の監視下で動作する作業現場の一部を概略的に示している。ＡＶは、図４に示すように、自動車、特にトラック４１、バス４２、軽機または重機４３であってもよい。作業現場の道路は複雑な形状をしており、電波を通さない建物などの物体が立ち並んでいる。作業現場の全てのエリアで有効な無線（電波）状況を実現するために、複数のローカルステーション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが配備され、それぞれがそれぞれの無線カバレッジエリア９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを定義している。図１の破線の円は、遮蔽物が存在しないものとして、各無線カバレッジエリア９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの最大範囲を示していることに留意されたい。ローカルステーション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、以降の図において項目１１として示される通信ネットワークによってリンクされている。

【0020】

通信ネットワーク１１は、有線（光ファイバーを含む）ネットワークであっても、無線ネットワークであってもよい。ローカルステーションの間隔に応じて、通信ネットワーク１１の無線実装は、ローカルエリアまたはセルラー周波数で動作してもよいし、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥまたはＮＲ規格、またはそれ以上に従った既存のセルラーネットワークへのオーバーレイであってもよい。通信ネットワーク１１は、ローカルステーション１と各ＡＶ２０、２１、２２との間の無線リンクよりも信頼性が高いことが好ましく、この要件により、通常は有線実装が好ましい選択とされる。しかしながら、ローカルステーションをノードとする無線通信ネットワーク１１であっても、物理的に静止したノード間に安定した無線条件が存在すること、ローカル無線ステーションが電池駆動でない限り高出力で送信することができること、及び高度な復号化、マルチアンテナ技術などを適用するのに十分な処理資源を有することを考慮すれば、非常に信頼性の高いものにすることが可能である。

【0021】

通常の動作の間、各ローカルステーション１は、ＡＶ２０、２１、２２に移動を許可する永続的な無線ステータス信号を送信する。本明細書で使用されるように、移動は、運転だけでなく、ティッパー、アーム、または他の潜在的に危険なツールの操作も含む。無線ステータス信号は、予め定義された時間－周波数パターンに従って送信されてもよく、このパターンは、独自のものであっても標準化されたものであってもよい。例えば、ステータス信号は、予め定義された周波数帯域で周期的に送信される基準信号であってもよい。無線カバレッジエリアが重なるステーション間干渉を避けるために、異なる周波数帯が異なるローカルステーションに割り当てられてもよく、ＡＶ２０、２１、２２は、ローカルステーション１のいずれかからステータス信号を受信するとすぐに移動することが許可される。この許可規則を適用すると、ＡＶ２０、２１、２２が異なる無線カバレッジエリア９に移動する際に、多くの既知のセルラー通信システムのような専用のハンドオーバー手順を必要とせずに、本発明による緊急停止機構を実施することができる。ステータス信号の周期Ｔ_ｓは、許容可能な最大の緊急停止待ち時間と同じ位数（order）である。ＡＶのそれぞれが、ステータス信号の予め定められた数ｎの送信を受信できなかった場合に移動を停止するように構成されているとき、第１のローカルステーション１ａが送信するステータス信号によって現在移動を許可されている第１のＡＶ２０は、第１のローカルステーション１ａがステータス信号を中断してから最大ｎＴ_ｓ秒で停止することになる。

【0022】

カバレッジ範囲外に移動するＡＶ２０、２１、２２は、自動的に停止されることに留意されたい。従って、システム１０の全ての無線カバレッジエリア９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの和集合（union）は、ＡＶが移動することを許可されている作業現場の範囲を定義する。

【0023】

次に、ローカルステーション１の内部動作の例について、図２を参照して説明する。ここでは、２つの同様に装備されたローカルステーション１が通信ネットワーク１１に接続されているのが示されている。図示の例では、ローカルステーション１をリンクする通信ネットワーク１１は有線ネットワークであり、少なくとも図２に示す部分において、リニアバス型トポロジーを有する。リニアバス型トポロジーは、一般に、各ノードがネットワーク内の任意の他のノードと直接通信することを可能にする。ローカルステーション１は、プロセッサ７と無線送信機２とを含んで構成される。プロセッサ７は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）であってもよいし、ＰＬＣに含まれてもよい。無線送信機２は、少なくともステータス信号をＡＶ２０、２１、２２に向けて送信するように適合されている。この目的のために、無線送信機２は、ベースバンド回路、増幅器、及び少なくとも１つのアンテナを含んでいてもよい。無線送信機２は、さらに、受信機能を有していてもよい。

【0024】

ローカルステーション１は、緊急停止スイッチ３をさらに備え、このスイッチによって、ステータス信号の送信を中断して、ＡＶ２０、２１、２２を停止させることができる。緊急停止スイッチ３は、例えば、ローカルステーションに配置された緊急停止キー５を使用して、人間のオペレータによって作動させることができる。代替的にまたは追加的に、緊急停止スイッチ３は、センサ６からの信号によって作動させることができる。センサ６は、例えば、ローカルステーション１の近傍にあるＡＶの安全性、またはシステム１０全体によって制御されるＡＶの安全性に関連する状態、例えば高温または低温、強風、作業現場における無許可の人または動物の存在などを感知することができる。センサ６は、ローカルステーション１の無線カバレッジエリア内に配置してもよいし、そうでなければ、ローカルステーションが最も便利な１接続ポイントになるような場所に配置してもよい。

【0025】

ローカルステーション１は、任意選択で、ローカルステーション１の緊急停止スイッチ３が作動したことを視覚化するように動作可能な視覚的表示８を備える。好ましくは、ローカルステーション１が、異なるローカルステーションから通信ネットワーク１１を介して受信した命令に応答して、ステータス信号の送信を中断した場合、視覚的表示８は作動しない。これは、オペレータが特定のローカルステーション１に対して緊急停止した原因を突き止めるのに役立つ。一実施形態では、視覚的表示８は、複数のモードで動作可能であってもよい。例えば、視覚的表示８は、通常動作を表す緑色の光、自身の緊急停止スイッチによって中断されたステータス信号を表す赤色の光、及び別のローカルステーションから受信した中断命令によって中断されたステータス信号を表す黄色の光を発生するように動作可能であってもよい。

【0026】

ローカルステーション１は、通信ネットワーク１１によってリンクされているさらなるローカルステーションと通信するように構成された通信エレメント４を備えている。ローカルステーション１は、ローカルステーション１自身の緊急停止スイッチ３が作動したときに、さらなるローカルステーションの少なくとも１つにステータス信号の中断を命令する。通信ネットワーク１１が、図２に例示したバス型トポロジーやスター型トポロジーなどの適切なトポロジーを有する場合、ローカルステーション１は、この命令を、さらなるすべてのローカルステーションに自律的に送信することができる。デイジーチェーンおよび他のトポロジーの場合、以下に説明するように、ローカルステーション１は、隣接するローカルステーションに中断命令を送ることができるが、命令がシステム１０の全てのローカルステーションに到達するためには、隣接およびさらなるローカルステーションの支援を必要とする場合があり、隣接するローカルステーションは、自身に隣接するローカルステーション（複数可）に命令を伝播させる。

【0027】

ローカルステーション１は、ステータス信号を中断するための着信命令を受信した状態において、この命令を実行するように構成されている。スター型トポロジーまたはバス型トポロジーの場合、着信命令は、緊急停止スイッチ３が作動した別のローカルステーションから発信されたものである。デイジーチェーントポロジーでは、中断のための着信命令は、緊急停止スイッチが作動したローカルステーションから、またはさらに別のローカルステーションからそのような命令を伝播させたローカルステーションから発信されている可能性がある。既に述べたように、ステータス信号が着信命令に応答して中断される場合、視覚的表示８は作動されるべきではない。

【0028】

ローカルステーション１は、ステータス信号の送信を中断する命令の不存在または存在を表す信号を通信ネットワーク１１を介して送信するように構成され得る。通信ネットワーク１１がネットワークの健全性を監視するための別個のエンティティを含み、及び／または失敗した送信の再送信を自動的に要求するための機構を有する場合、命令は、任意の適切なフォーマットで符号化及びシグナリングされることができる。実際、監視または再送信メカニズムが障害を示し、命令が予定通りに他のローカルステーションに到達しない可能性がある状態は、グローバル緊急停止など、制御システム１０における安全策をトリガし得る。通信ネットワーク１１がそのような安全監視または再送信メカニズムを含まない実装では（または、他の理由により、ネットワーク１１自身の他に安全層が望まれる場合）、以下のシグナリングを使用することができる。（１）ステータス信号の送信を中断する命令の不存在は、ローカルステーション１が通信ネットワーク１１上でハートビート信号を発信することに対応し、（２）中断する命令の存在は、ローカルステーション１がハートビート信号の発信を中断することに対応する。ハートビート信号は、伝送路上の待機電位や無線チャネル上の干渉など、通信ネットワーク１１のバックグラウンド信号と混同されにくい任意の波形であればよい。有線ネットワークにおけるハートビート信号としては、周期やパルス幅が予め設定された矩形波が用いられてもよい。

【0029】

ローカルステーション１に再びハートビート信号の発信を開始するよう命令することにより、通常動作を再開することができる。一部のローカルステーションのやや遅れた開始が新たな中断命令と解釈される状況でのセルフブロッキングを回避するために、ローカルステーション１は好ましくはほぼ同時の方法で再開されるべきである。あるいは、専用の再開手順順序を定義してもよく、この順序は、ローカルステーション１が、リンクされたローカルステーションから予定されたハートビート信号を受信せずにハートビート信号を発信することが許されるサンライズ期間を含むものである。

【0030】

図２に示すようなバス型またはスター型トポロジーを有する通信ネットワーク１１では、ローカルステーション１による送信は、他の全てのローカルステーションによってマルチキャストメッセージのように受信される。異なるローカルステーションから発信される伝送を分離して区別するために、時分割プロトコルが使用され得る。例えば、Ｎ個のローカルステーションを有する制御システム１０において、各ローカルステーションは、Ｎ番目のタイムスロット毎にそのハートビート信号を発するように割り当てられることができ、ここで、一意のオフセット（タイムスロット数で表される）が各ローカルステーションに割り当てられることが考えられる。各ローカルステーションは、発信元に関係なく中断命令を実行するため、ローカルステーションは正確な割り当てを識別する必要はなく、ハートビート信号を聞くタイムスロットのセットのみを識別すればよい。リスニングしているローカルステーションは、タイムスロットの１つに予定されたハートビート信号がない場合、ステータス信号の送信を中断する命令であると解釈する。時分割の代わりに、コード分割方式を採用し、異なるローカルステーションが直交するハートビート信号を発するようにしてもよい。

【0031】

次に図３を参照して、ローカルステーション１がその１つまたは複数の隣接するローカルステーションにのみメッセージを送信することを可能にするという意味でデイジーチェーントポロジーまたは同等のトポロジーを有する通信ネットワーク１１につき、対応するシグナリングについて説明する。通信ネットワーク１１はセグメントで構成され、各セグメントは一対のローカルステーションをリンクする。図３は、第１および第２のローカルステーション１ａ、１ｂの間、ならびに第２および第３のローカルステーション１ｂ、１ｃの間の完全なセグメントを示す。また、第１のローカルステーション１ａとさらなるローカルステーション（図示せず）との間のセグメント、および第３のローカルステーション１ｃとさらに別のローカルステーション（図示せず）との間のセグメントも提案されている。セグメントは、リーク、接地差、ショート等によって引き起こされるスプリアス信号を回避するために、互いに電気的に絶縁されてもよい。

【0032】

通信ネットワーク１１のセグメントは一方向の通信のみを可能にし、ネットワーク１１の端点は閉じた循環型のトポロジーを形成するように接続されていると、最初に仮定する。この仮定の下では、図３において３２ｂ及び３２ｃで示されるメッセージは送信されないが、後述する。通常の動作では、第１のローカルステーション１ａは、第２のローカルステーション１ｂに向けて第１のハートビート信号３１ａを発信し、第２のローカルステーション１ｂは、第３のローカルステーション１ｃに向けて第２のハートビート信号３１ｂを発信する。逆に、第２のローカルステーション１ｂは、第１のハートビート信号３１ａを検知し、第３のローカルステーション１ｃは、第２のハートビート信号３１ｂを検知する。第２のローカルステーション１ｂは、第１のハートビート信号３１ａを所定時間ｈ受信しなかった場合、これを第１のローカルステーション１ａから受信した中断命令と解釈し、その無線カバレッジエリア９ｂにおけるステータス信号の送信を中断する。さらに第２ローカルステーション１ｂは、第３ローカルステーション１ｃに向けての第２ハートビート信号３１ｂの発信を停止する。第２ハートビート信号３１ｂの停止は、中断命令を伝播させることに相当する。Ｎ個のローカルステーションを有するＡＶ制御システム１０において、全てのローカルステーションは、最大（Ｎ－１）ｈ秒の総伝播時間（内部処理遅延を無視）内にステータス信号の送信を中断するよう命令され、最後に停止するＡＶは、第１の緊急停止スイッチの作動から（Ｎ－１）ｈ＋ｎＴ_ｓ秒の最大の総遅延時間を経て停止することになる。

【0033】

時分割複信のような既知の多重化技術によって配置され得るように、各セグメントで双方向通信が可能であれば、循環型のトポロジーによる通信ネットワーク１１における伝播時間は短縮され得る。図３に部分的に示される通信ネットワーク１１においてこれが可能であると仮定すると、各ローカルステーションは、隣接する２つのローカルステーションに向けてハートビート信号３１、３２を発信するが、本開示における純粋な命名規則として、上向き（upward）および下向き（downward）と呼ぶ。例えば、第２のローカルステーション１ｂは、第３のローカルステーション１ｃに向かって上向きの第２のハートビート信号３１ｂを発し、第１のローカルステーション１ａに向かって下向きの第２のハートビート信号３２ｂを発する。同様に、第２のローカルステーション１ｂは、第１のローカルステーション１ａからの上向きの第１のハートビート信号３１ａを検知し、第３のローカルステーション１ｃからの下向きの第３のハートビート信号を検知する。循環型のトポロジーでは、これにより、最大の総遅延は、次式に示すように低減され得る。

【0034】

【数1】

【0035】

図３の通信ネットワーク１１のトポロジーがオープンで、例えば、ネットワークの端点を構成する２つのローカルステーションの間にローカルステーションが順次配置されている場合、双方向接続性により、最終的に、すべてのローカルステーションにステータス信号の送信を中断する命令が到達することが保証される。最悪のシナリオでは、中断命令が一方の端点から発生した場合、他方の端点への伝播時間は（Ｎ－１）ｈの位数となり、最大の総遅延時間は（Ｎ－１）ｈ＋ｎＴ_ｓとなる可能性がある。

【0036】

実施形態において、ローカルステーション１は、その近傍のローカルステーションの存在を感知するように構成される。今述べた例では、通信ネットワーク１１が双方向ネットワークセグメントを有するオープンデイジーチェーントポロジーを有する場合、端点を構成するローカルステーションは、中間のローカルステーションとは異なる動作を行う。本実施形態に従って構成されたローカルステーション１は、自己編成ネットワーク要素として動作することになる。これにより、全てのローカルステーション１は、同一のハードウェア及びソフトウェアを有するように製造することができ、感知ステップで個別化が行われるため、展開プロセスが簡素化される。

【0037】

近傍ノードの感知は、（ａ）通信エレメント４上のケーブル端子の占有ステータス、（ｂ）緊急停止状態にかかわらず全てのローカルステーションがハートビート信号を発するように設定された特定の初期化モードにおける受信ハートビート信号の検知、または（ｃ）例えば、受信ハートビート信号の最大数がローカルステーションの実際の接続性を表すと仮定し、最長時間にわたって有効である接続状態が正常動作を表すと仮定するなどによる統計手法、に基づくことが考えられる。図３に示される例では、第１、第２及び第３のローカルステーション１ａ、１ｂ、１ｃは、２つのリンクした近傍局の存在を感知し、したがって、それぞれ２つのハートビート信号を発信し、検知することになる。端点ノード（図示せず）は、感知後、１つのハートビート信号のみを検知し、１つのみ発信することになる。つまり、存在感知の結果により、感知したローカルステーションが中断命令を命令すべきさらなるローカルステーション、および着信した中断命令を伝播すべきさらなるローカルステーションを決定する。ここで説明した実施形態は、複雑なまたは不均一なトポロジーを有する通信ネットワーク１１、例えば、各ローカルステーションが１、２、３またはそれ以上の近傍局を有する可能性がある場合に、さらに有利になり得る。

【0038】

ＡＶ２０、２１、２２を制御するための無線制御システム１０のローカルステーション１の上述の動作は、図５のフローチャートによる方法５０によって要約することができる。オプションの第１のステップ５１において、ローカルステーション１は、少なくとも１つの隣接するローカルステーションの存在を感知し、そのローカルステーションに対してステータス信号を中断する命令を送信し、その効果によって受信する命令を伝播させ得る。第２のステップ５２において、ローカルステーション１は、そのローカルステーションの無線カバレッジエリア９において、信号を受信している間、ＡＶに移動を許可する永続的なステータス信号を送信する。第３のステップ５３において、ローカルステーション１は、その緊急停止スイッチ３を監視する。作動が決定された場合、第４のステップ５４において、ローカルステーションは、ステータス信号の送信を中断させる。第５のステップ５５において、さらにステップ５３における肯定的な決定に応答して、ローカルステーション１は、無線制御システム１０内の１つまたは複数の同様に装備されたさらなるローカルステーションに、ステータス信号の送信を中断するように命令する。

【0039】

特定の実施形態では、方法５０は、追加のステップのうちの１つまたは複数を含んでいてもよい。（ｉ）ローカルステーション１の無線送信機２を制御することによって、受信したステータス信号の中断命令を実行するステップ、（ｉｉ）受信したステータス信号の中断命令を、少なくとも１つのさらなるローカルステーションに伝播させるステップ、（ｉｉｉ）ローカルステーション１が通信ネットワーク１１によってリンクされている、中断するための発信命令が送られるおよび／または受信命令が伝播されるさらなるローカルステーションの存在を感知するステップ、（ｉｖ）前記命令が送られるまたは伝播されるべき、隣接するローカルステーションを識別するステップを含む。

【0040】

上記のステップ（ｉｖ）による、隣接するローカルステーションのアイデンティティを識別することは、例えばアドレスヘッダを含むユニキャストメッセージのみを許可するプロトコル下の通信ネットワーク１１に関連する。ローカルステーション１を区別可能なアイデンティティと関連付けることは、ＡＶ制御システム１０のパーティショニングを可能にすることもでき、それによって緊急停止は、発信元のローカルステーションに隣接または近接している１つまたは複数のローカルステーションに影響を与えるが、システム１０の予め定義されたパーティションに制限される。パーティションは、ローカルステーションのアイデンティティの予め定義されたアドレス範囲に対応してもよい。例えば、システム１０の管理者は、緊急停止をトリガする可能性のあるローカル要因が、パーティション内では安全に関連するが、パーティション外ではそうではないと考え得る。これは、コストのかかるダウンタイムを低減しながら、地理的に拡張された制御システム１０の便利な集中操作を可能にし得る。

【0041】

様々な実施形態による方法５０は、ローカルステーション１を制御するように構成されたプロセッサ７の支援を受けて実行されてもよく、方法５０はコンピュータ可読命令として表される。一実施形態では、コンピュータ可読媒体は、そのようなコンピュータ可読命令を含んでいる。添付の特許請求の範囲の意味でのコンピュータ可読媒体は、任意の揮発性または不揮発性の記憶媒体、または前記コンピュータ可読命令を転送する変調された電気、電磁気または光搬送波などの一時的な媒体であってもよい。変調された搬送波は、方法５０を実行するローカルステーションのメモリにコンピュータ可読命令をアップロードするために使用されてもよい。

【0042】

本開示の態様は、主に、いくつかの実施形態を参照して上述されてきた。しかしながら、当業者によって容易に理解されるように、上記に開示されたもの以外の実施形態も、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の範囲内で同様に可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】