控制裝置、被控制裝置、遠程控制系統及遠程控制方法
2023-05-15 09:54:16 1
專利名稱：控制裝置、被控制裝置、遠程控制系統及遠程控制方法
技術領域：
本發明涉及一種例如應用數字無線通信技術的裝置、系統及方法，特別是即使在同時使用同一頻率的多個組的狀態下，用來防範通信障礙於未然，並實現準確的遠程控制的控制裝置、被控制裝置、使用該控制裝置和被控制裝置的遠程控制系統以及遠程控制方法。
背景技術：
至今，關於由控制裝置和被控制裝置所構成的遠程控制系統，各種技術的開發不斷發展中。下面為了說明的方便，將添加了操作輸入部和輸出部等構成要素的該控制裝置稱作「遙控器」，將添加了驅動系統和傳感器等構成要素的該被控制裝置稱作「機器人」。另外，這裡所說的「機器人」這一概念中，還包括例如模型車或者飛機等。
一般來說，在現有的技術中，能夠使用的頻率被限制在法律所限定的數量內，在技術上在同一頻率中同時只能使用一組遙控器和機器人。這裡，例如通過使用遙控器的無線通信來驅動並控制機器人，在給定的規則下分出勝負的大賽在各地都有舉行。
進一步舉一個更詳細的例子，所謂的機器人相撲大賽等無線控制部門中，也通過根據遙控器的無線通信來遠程驅動並控制機器人。在相關的無線控制中，操縱者的命令必須通過遙控器被準確的傳達給機器人。因此，由於上述原因，必須將競技中的遙控器和機器人之間的通信障礙防止於未然。
這裡可舉出比賽營運方的遙控器保管管理方法或者管理使用頻率的方法，作為防止該通信障礙的方法的一個例子。
其中的後者，即管理使用頻率的方法，更加具體的來說，是在各比賽之前將遙控器以及機器人所使用的頻道的石英諧振器借給參賽者，在比賽結束之後返還該石英諧振器。
然而，對於前者的比賽運營方保管遙控器這種方法，即使遙控器是由運營方保管的，如果出場者持有預備的遙控器並使其工作，仍有可能引起通信障礙，給運營帶來影響。
另外，對後者的管理使用頻率這種方法，由於每次比賽都要頻繁的插拔內置在遙控器以及機器人中的石英諧振器，有時會引起該石英諧振器和上述遙控器以及機器人的內部的通信連接點的接觸不良，這樣的接觸不良成了導致比賽中的通信不良的原因。
如上所述，僅僅這種作為以前的技術而被實施的遙控器的保管管理或者使用頻率的管理，還很難說是防範通信障礙於未然的充分對策。
進一步，為了進行今後所設想的團體競技，使用多個遙控器且沒有混亂的控制各個遙控器的對應機器人是很必要的。
因此，有必要確保通信頻道的數目至少為出席競技場的機器人的個數，但因能夠使用的頻率已經被法律預先規定了，所以對現在市場上出售的遙控器和機器人組合來說，能夠在同一頻帶中同時使用的只有幾組左右。
發明內容
本發明考慮到上述問題，目的如下所示。
即，提供一種應用數字無線通信技術，即使在多組同時使用同一頻率的的情況下，也能夠防範通信障礙問題於未然，使多個通信頻道的分配成為可能，實現雙向的傳輸速度迅速的通信，且能夠使數據通信量飛躍增加的控制裝置、被控制裝置、使用該控制裝置和被控制裝置的遠程控制系統以及遠程控制方法。
進一步，提供一種不需要對控制裝置和被控制裝置做任何改動，由來自外部的通信，自由的適當設定各控制裝置的發送優先級，即使在多組同時使用同一頻率的的情況下，也能夠防範通信障礙於未然，且能夠根據該優先級來優先控制特別指定的對象的控制裝置、被控制裝置、使用該控制裝置和被控制裝置的遠程控制系統以及遠程控制方法。
本發明的第1種形態所提供的遠程控制系統的特徵在於，在這種同時使用同一頻率的多組預先被設定為相互對應的控制裝置和被控制裝置所構成的組的情況下能夠自由地進行無線通信的遠程控制系統中，上述控制裝置包括用來和外部連接的第1輸入輸出單元；以及生成至少包括通過上述第1輸入輸出單元所得到的信息和控制裝置所對應的被控制裝置的信息中的任何一種的第1幀，根據給定的優先級將該第1幀發送到被控制裝置，同時解析來自上述被控制裝置的第2幀，通過上述第1輸入輸出單元向外部輸出第1信號的第1控制單元；以及根據上述給定的優先級將上述第1控制單元所生成的第1幀發送給上述被控制裝置，同時接收來自上述被控制裝置的第2幀的第1發送接收單元。上述被控制裝置中包括接收來自上述控制裝置的第1幀，同時向上述控制裝置發送第2幀的第2發送接收單元；以及用來和外部連接的第2輸入輸出單元；以及解析上述第1幀並通過上述第2輸入輸出單元向外部輸出第2信號，同時生成至少包括通過上述第2輸入輸出單元所得到的信息和被控制裝置所對應的控制裝置的信息中的任何一個的第2幀的第2控制單元。
在該第1形態中，可以包括用來設定上述控制裝置的發送的相關給定優先級的優先級控制器，在通過該優先級控制器設定了上述控制裝置的發送的相關給定優先級的情況下，上述第1控制單元根據該優先級將上述第1幀發送給上述被控制裝置。
另外在該第1形態中，還可以包括用來發送特別指定應當優先通信的控制裝置的第1信息的優先級控制器，上述控制裝置的第1控制單元在上述第1信息特別指定為自己時，判斷自己是第1優先級的相關設備，根據該第1優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置。
另外在該第1形態中，還可以包括用來發送特別指定優先級控制器自身的第2信息和使用機會特有的第3信息的優先級控制器，上述控制裝置還包括至少用來存儲特別指定優先級控制器自身的第4信息和使用機會特有的第5信息的存儲單元，上述控制裝置的第1控制單元在上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息和上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息相一致的情況下，判斷自己是第2優先級的相關設備，根據該第2優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置。
另外，在該第1形態中，還可以包括用來發送特別指定應當優先通信的控制裝置的第1信息、特別指定優先級控制器自身的第2信息和使用機會特有的第3信息的優先級控制器，上述控制裝置還包括至少用來存儲特別指定優先級控制器自身的第4信息和使用機會特有的第5信息的存儲單元。上述控制裝置的第1控制單元在上述第1信息特別指定為自己的情況下，判斷自己是第1優先級的相關設備，根據該第1優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置；在上述第1信息沒有特別指定為自己的情況下，在上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息和上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息相一致時，判斷自己是第2優先級的相關設備，根據該第2優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置；在上述第1信息沒有特別指定為自己的情況下，在上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息中的至少任何一個和上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息不一致時，判斷自己是第3優先級的相關設備，根據該第3優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置。
本發明的第2種形態所提供的控制裝置的特徵在於，在這種同時使用同一頻率的多組預先被設定為相互對應的控制裝置和被控制裝置所構成的組的情況下能夠自由地進行無線通信的遠程控制系統所使用的控制裝置中，包括用來和外部連接的輸入輸出單元；以及生成至少包括通過上述輸入輸出單元所得到的信息和控制裝置所對應的被控制裝置的信息中的任何一種的第1幀，根據給定的優先級將該第1幀發送到被控制裝置，同時解析來自上述被控制裝置的第2幀，通過上述輸入輸出單元向外部輸出給定的信號的控制單元；以及根據上述給定的優先級將上述控制單元所生成的第1幀發送給上述被控制裝置，同時接收來自上述被控制裝置的第2幀的發送接收單元。
本發明的第3種形態所提供的被控制裝置的特徵在於，在這種同時使用同一頻率的多組預先被設定為相互對應的控制裝置和被控制裝置所構成的組的情況下能夠自由地進行無線通信的遠程控制系統所使用的被控制裝置中，包括接收上述控制裝置根據給定的優先級所發送的第1幀，同時向上述控制裝置發送第2幀的發送接收單元；以及用來和外部連接的輸入輸出單元；以及解析上述第1幀並通過上述第2輸入輸出單元向外部輸出給定的信號，同時生成至少包括通過上述第2輸入輸出單元所得到的信息和被控制裝置所對應的控制裝置的信息中的任何一個的第2幀的控制單元。
本發明的第4種形態所提供的遠程控制方法的特徵在於，在這種同時使用同一頻率的多組預先被設定為相互對應的控制裝置和被控制裝置所構成的組的情況下能夠自由地進行無線通信的遠程控制方法中，包括在上述控制裝置中，由第1控制單元生成至少包括通過第1輸入輸出單元所得到的信息和控制裝置所對應的被控制裝置的信息中的任何一種的第1幀，根據給定的優先級通過第1發送接收單元將該第1幀發送到被控制裝置的步驟；以及在上述被控制裝置中，通過第2發送接收單元接收來上述第1幀，由第2控制單元解析該第1幀並通過第2輸入輸出單元向外部輸出第2信號的步驟；以及在上述被控制裝置中，由第2控制單元生成至少包括通過第2輸入輸出單元所得到的信息和被控制裝置所對應的控制裝置的信息中的任何一個的第2幀，通過第2發送接收單元將該第2幀發送到控制裝置的步驟；以及在上述控制裝置中，通過第1發送接收單元接收來自上述被控制裝置的第2幀，由第1控制單元解析上述第2幀並通過第1輸入輸出單元向外部輸出第1信號的步驟。
在該第4形態中，還可以包括通過優先級控制器設定上述控制裝置的發送的相關給定優先級的步驟，在通過該優先級控制器設定了上述控制裝置的發送的相關設定優先級的情況下，上述第1控制單元根據該優先級將上述第1幀發送給上述被控制裝置。
另外在該第4形態中，還可以包括由優先級控制器發送特別指定應當優先通信的控制裝置的第1信息的步驟；以及由上述控制裝置的第1控制單元在上述第1信息特別指定為自己時，判斷自己是第1優先級的相關設備，根據該第1優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置的步驟。
另外在該第4形態中，還可以包括由優先級控制器發送特別指定優先級控制器自身的第2信息和使用機會特有的第3信息的步驟；以及由上述控制裝置的存儲單元至少存儲特別指定優先級控制器自身的第4信息和使用機會特有的第5信息的步驟；以及由上述控制裝置的第1控制單元在上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息和上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息相一致的情況下，判斷自己是第2優先級的相關設備，根據該第2優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置的步驟。
另外，在該第4形態中，還可以包括由優先級控制器發送特別指定應當優先通信的控制裝置的第1信息、特別指定優先級控制器自身的第2信息和使用機會特有的第3信息的步驟；以及由上述控制裝置的存儲單元至少存儲特別指定優先級控制器自身的第4信息和使用機會特有的第5信息的步驟；以及由上述控制裝置的第1控制單元在上述第1信息特別指定為自己時，判斷自己是第1優先級的相關設備，根據該第1優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置的步驟。以及由上述控制裝置的第1控制單元在上述第1信息沒有特別指定為自己時，且上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息和上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息相一致的情況下，判斷自己是第2優先級的相關設備，根據該第2優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置的步驟；以及由上述控制裝置的第1控制單元在上述第1信息沒有特別指定為自己時，且上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息中的至少任何一個和上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息不一致的情況下，判斷自己是第3優先級的相關設備，根據該第3優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置的步驟。
圖1A說明本發明的實施方式1的相關控制裝置的構成的示意圖。圖1B說明本發明的實施方式1的相關被控制裝置的構成的示意圖。
圖2A說明本發明的實施方式2的相關控制裝置的構成的示意圖。圖2B說明本發明的實施方式2的相關被控制裝置的構成的示意圖。
圖3為說明本發明的實施方式3的相關遠程控制系統中所採用的優先級控制器50的構成的結構圖。
圖4為說明外部裝置55如何向優先級控制器50進行控制(優先級的設定)的示意圖。
圖5為說明控制裝置10如何向外部裝置55進行登錄(控制裝置10的登錄)的示意圖。
圖6為說明優先級的相關定義的一個例子的示意圖。
圖7為說實施方式1至實施方式3中所採用的幀的格式的示意圖。
圖8為說明本發明的遠程控制系統的最大連接臺數的計算的圖。
圖9說明了根據由控制裝置10(沒有外部裝置)和被控制裝置20所構成的遠程控制系統(對應實施方式1)的遠程控制方法中的數據發送接收的順序。
圖10說明了根據由控制裝置10(和外部裝置30連接)和被控制裝置20(和控制器41連接)所構成的遠程控制系統(對應實施方式2)的遠程控制方法中的數據發送接收的順序。
圖11說明了根據由控制裝置10(和外部裝置30連接)和被控制裝置20(和控制器41連接)所構成的遠程控制系統(對應實施方式2)的遠程控制方法中的數據發送接收的順序。
圖12說明了在幀序列被給定的原因所中止的情況下，再次發送時的通信順序。
圖13對根據優先級對通信進行區分進行說明。
圖14對優先級為「高」的控制裝置10的通信進行說明。
圖15為說明本發明適用於機器人相撲大賽的適用例的示意圖。
圖16為說明本發明適用於機器人足球大賽的適用例的示意圖。
具體實施例方式
首先為了使本發明的理解較容易，對其概要進行說明。
為確保多個通信信道，例如像目前市場上所出售的無線控制那樣，為每個控制裝置分配專用的頻率是不現實的。
考慮到上述問題，本發明的特徵在於，應用「數字無線通信技術」，即使在同時使用同一頻率的多個組的情況下，也能夠防範通信障礙於未然，同時能夠進行準確且複雜的控制，進一步，在控制裝置和被操作裝置之間，使大量的數據幀化，能夠通過例如時分方式進行雙向通信。另外，關於通過本發明在實際上能夠實現同時使用多少個組這一問題，將在下面敘述。
另外，本發明通過採用將在下面詳述其構成以及作用的「優先級控制器」，在同時使用同一頻率的多個組的情況下，例如在上述各種大賽的例子中，通過主辦方而不是競技當事人的，也即立場客觀且獨立的總括控制，根據給定的優先級使特別指定的控制裝置的幀發送優先，能夠使上述特徵更有效。
下面根據上述概要，詳細說明本發明的實施方式。
首先說明本發明的實施方式1。
圖1A和圖1B中說明了本發明的實施方式1的相關控制裝置、被控制裝置以及使用該控制裝置和被控制裝置的遠程控制系統等的構成。
更詳細的來說，圖1A中說明了控制裝置10、操作輸入部5以及輸出部6的詳細構成，圖1B中說明了被控制裝置20、驅動系統15以及傳感器等16的詳細構成。下面分別進行詳細說明。
如圖1A所示，控制裝置10中包括由天線1、發送接受部2、調製解調部3以及控制部4所構成的通信單元。另外，該通信單元對控制裝置10來說是最低限度的構成要素，該控制裝置10中當然還可以包括該通信單元之外的構成要素。
控制部4中，更詳細的而言，包括存儲裝置4a、CPU4b以及外部I/O4d，這些設備通過總線4c被連接並能夠進行相互之間自由的通信。另外發送接受部2由發送部和接收部構成，包括例如圖中沒有顯示的天線切換開關以及功率放大電路、頻率變換電路等。調製解調部3分為進行數據的調製的調製部以及進行數據的解調的解調部這兩大部分。
控制部4的外部I/O4d，通過通信口7，至少和外部的操作輸入部5以及輸出部6連接且能夠自由的通信。該操作輸入部5含有控制杆以及各種開關等。輸出部6含有用來顯示被控制裝置20的狀態的LED等東西。另外，圖中雖然沒有顯示，輸出部6還包括例如聲音輸出部、振動輸出部以及各種顯示部等等。
這裡，本發明之中所述的第1控制單元以及本發明之6中所述的控制單元相當於控制部4等；本發明之中所述的第1發送接受單元以及本發明之6中所述的發送接受單元相當於發送接受部2等；本發明之中所述的第1輸入輸出單元以及本發明之6中所述的輸入輸出單元相當於連接上述控制部4和操作輸入部5以及輸出部6的通信口7等；但並不限定於此。
另外，如圖1B所示，被控制裝置20中包括由天線11、發送接受部12、調製解調部13以及控制部14所構成的通信單元。另外，該通信單元對被控制裝置20來說是最低限度的構成要素，該被控制裝置20中當然還可以包括該通信單元之外的構成要素。控制部14中，包括存儲裝置14a、CPU14b以及外部I/O14d，這些設備通過總線14c被連接並能夠進行相互之間自由的通信。
被控制裝置20的發送接受部12由發送部和接收部構成，包括例如圖中沒有顯示的天線切換開關以及功率放大電路、頻率變換電路等。
另外，調製解調部13分為進行數據的調製的調製部以及進行數據的解調的解調部這兩大部分。另外，控制部14的外部I/O14d，通過通信口17，至少和外部的驅動系統15以及傳感器等16連接且能夠自由的通信。
該驅動系統15中含有用來驅動被控制裝置20的馬達等。
另外，該傳感器等16中含有例如速度傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、攝像器件、振動傳感器以及麥克風等種種東西，當然也並不僅限於上述東西。
這裡，本發明之中所述的第2控制單元以及本發明之7中所述的控制單元相當於控制部14等；本發明之中所述的第2發送接受單元以及本發明之7中所述的發送接受單元相當於發送接受部12等；本發明之中所述的第2輸入輸出單元以及本發明之7中所述的輸入輸出單元相當於連接上述外部I/O14d和外部的驅動系統15以及傳感器等16的通信口17等；但並不限定於此。
在這種構成的控制裝置10側，外部的操作輸入部5的控制杆以及各種開關的狀態的相關數據(下面稱作控制數據)，經通信口7、外部I/O4d以及總線4c被輸入到控制部4的CPU4b中，由該CPU4b產生至少包括該控制數據的幀。該幀在經過調製解調部3的給定的調製處理之後，通過發送接受部2以及天線1，以給定的優先級被發送到被控制裝置20側。該給定的優先級，例如可以根據從工廠出庫時所給定的值來確定。
另外，該控制裝置10向被控制裝置20所發送的幀，相當於本發明之中所述的第1幀，但並不限定於此。
另外，被控制裝置20向控制裝置10所發送的幀，經控制裝置10的天線1被發送接受部2接收，在調製解調部3中進行完解調處理之後，被發送到控制部4的CPU4b中。
另外，該被控制裝置20向控制裝置10所發送的幀，相當於本發明之中所述的第2幀，但並不限定於此。
接著由CPU4b對該幀的內容進行解析，根據該解析結果產生信號，經I/O4d以及通信口7被輸出到輸出部6。輸出部6中，例如用LED來顯示被控制裝置20的狀態等。另外，例如在被控制裝置20的狀態為4態的情況下，對應各態在LED中顯示綠/橙/紅/黑(熄燈)，但並不限定於此。
除此之外，輸出部6還進行通信圈外顯示(例如通信圈外顯示、電場強度、出錯率等的顯示)。除上之外，當然輸出部6還有可能進行聲音輸出、振動輸出以及圖像輸出。另外，上述輸出部6所輸出的信號，相當於本發明之中所述的第1信號以及本發明之6中所述的給定的信號，但並不限定於此。
另外，在被控制裝置20側，控制裝置10所發出的幀經天線11被發送接受部12接收。該幀在調製解調部13中被解調處理之後，被發送到控制部14的CPU14b中。
在該CPU4b中對該幀進行解析，抽出例如操作輸入部5中的控制杆以及各種開關的狀態的相關控制數據，根據該控制數據產生用於控制的信號，經外部I/O14d以及通信口17被輸出到外部的驅動系統15以及傳感器等16等。
該外部的驅動系統15以及傳感器等16，被上述用於控制的信號所驅動並控制。另外，本發明之中所述的第2信號以及本發明之7中所述的給定的信號相當於該用於控制的信號，當然並不限定於此。
另外，被控制裝置20中，由控制部14的CPU14b產生包括狀態的相關數據的幀，被調製解調部13進行調製處理之後，經發送接受部12以及天線11被發送給控制裝置20。
此時，當然在該幀中也可以含有來自上述驅動系統15以及傳感器等16的數據。
由如上所說明的構成以及作用的控制裝置10以及被控制裝置20構築了實施方式1的相關遠程控制系統。根據該遠程控制系統的通信方法，就相當於本發明的遠程控制方法。
控制裝置10以及被控制裝置20中，例如在出庫等時候，就被加上了用於通信的固定地址(下面只稱作通信地址)。
因此，如果通過例如電纜將控制裝置10的通信口7和被控制裝置20的通信口17連接起來，控制部4和控制部14之間進行通信，互相識別對方的通信地址，並將該通信地址保存在存儲裝置4a、14a中。這樣，通過反覆進行根據這樣的一系列處理的配置，在控制裝置10將多個被控制裝置20的通信地址保存在存儲裝置4a中，由例如操作輸入部5或者控制部4中所含有的設定開關的設定從中選擇一臺。本發明之中所述的「預先被設定為相互對應」，意味著例如上述內容。
上述設定開關，可以僅僅設置為例如控制裝置10所能夠保存的通信地址的數目所對應的數。或者，當然也可以是通過該開關的操作，例如能夠從多個通信地址中選擇出一個所期望的通信地址的單一設定開關。另外，被控制裝置20中與控制裝置10同樣也設置了設定開關，通過反覆進行上述的配置，將多個控制裝置10的通信地址保存在存儲裝置14a中，能夠通過上述設定開關等的操作從中選擇一臺。
另外，關於實施方式1中的通信標準的一個例子是，在物理層上以IEEE(美國電氣和電子工程師協會)802委員會的工作組11所標準化的無線LAN網的規格「IEEE802.11」為基準，在媒體存取控制副層(MAC；MediaAccess Control)上獨自規定並簡單化。但是，上面僅僅是一個例子，當然並不僅限於該標準。
另外，關於通信的有效範圍，在室內或者沒有障礙物的情況下，假設為數十m以上。關於能夠同時使用的控制裝置10以及被控制裝置20的臺數，設想在實際上沒有限制。
下面說明本發明的實施方式2。
圖2A和圖2B中詳細說明了本發明的實施方式2的相關控制裝置、被控制裝置以及使用該控制裝置和被控制裝置的遠程控制系統的構成。另外，根據該遠程控制系統的通信方法，就相當於本發明的遠程控制方法。
更詳細的來說，圖2A中說明了控制裝置10以及操作輸入部5、輸出部6、外部裝置30的詳細構成，圖2B中說明了被控制裝置20、控制器41、驅動系統42以及傳感器等43的詳細構成。
這裡給和上述實施方式1(圖1A、圖1B)相同的構成要素加上相同的符號，將特徵部位作為中心提取出來並說明。
另外，關於和本發明之的對應關係，也省略了重複說明。
如圖2A所示，控制裝置10的特徵在於，通過控制部4的外部I/O4d以及通信口7和外部裝置30連接。該外部裝置30，可以使用各人計算機(下面簡稱PC)等，在這種情況下，通過PC所具有的標準接口，使控制裝置10和外部裝置30被連接並能夠自由通信。
另外，本實施方式中，外部裝置30是獨立於控制裝置10的外部構成，也可以使控制裝置10和外部裝置30一體構成。
另外，被控制裝置20的特徵在於，通過控制部14的外部I/O14d、通信口17以及圖中未顯示的擴展接口等，和控制器41連接並能夠自由通信，且該控制器41和馬達等驅動系統42以及傳感器等43連接並能夠自由通信。另外，另外，該傳感器等43含有例如速度傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、攝像器件、振動傳感器以及麥克風等種種東西，也並不僅限於上述東西。
在這種構成的控制裝置10側，來自外部裝置30數據(下面稱作外部數據)，經通信口7、外部I/O4d以及總線4c被輸入到控制部4的CPU4b中。由該CPU4b產生至少包括該外部數據的幀。該幀在經過調製解調部3的調製處理之後，通過發送接受部2以及天線1，根據給定的優先級被發送到被控制裝置20側。另外，該包括外部數據的幀，相當於本發明之中所述的第1幀，但並不限定於此。
另外，在被控制裝置20側，控制裝置10所發出的幀經天線11被發送接受部12接收，在調製解調部13中被解調處理之後，被發送到控制部14的CPU14b中。在CPU4b中，從該幀中抽出外部數據，將該外部數據發送給控制器41。
控制器41解析該外部數據的內容，根據該結果驅動並控制驅動系統42、傳感器等43中的至少一個。在對上述發送進行應答時，傳感器42等所測定的結果的相關數據(例如速度、位置、溫度、圖像、振動、聲音等)也被回發給控制裝置10側。
在上述實施方式1中，控制裝置10側的操作輸入部5所包括的控制杆等被操作者操作時，該控制數據被發送給控制部4的CPU4b，在該CPU4b中生成包括該控制數據的幀，經調製解調部3、發送接受部2以及天線1，被發送給被控制裝置20；而在本實施方式2中，由外部裝置30將用來指示給定的動作等的外部數據發送給控制部4的CPU4b，在該CPU4b中生成包括該外部數據的幀，經調製解調部3、發送接受部2以及天線1，以幀為單位被發送給被控制裝置20。
總之，指示預先給定的動作的外部數據通過上述流程從控制裝置10被發送給被控制裝置20側，由被控制裝置20側的控制器解析該外部數據，驅動控制驅動系統42等執行相當複雜的動作。也即，實現了智能被控制裝置20。這種情況下，還可以和上述的控制並用根據由操作輸入部5等的操作輸入進行對被控制裝置20的遠程控制。另外，上述外部數據是包括關於命令·指令的命令的廣義的概念。
這裡，通過適當的組合上述實施方式1以及實施方式2的相關遠程控制系統的控制裝置10等、控制裝置10等以及外部裝置30、被控制裝置20等、被控制裝置20等以及控制器41的構成，當然能夠構築本發明的遠程控制系統。
另外，當然還可以使一個外部裝置30和多個控制裝置10相連接，對它們進行總括控制。
下面說明本發明的實施方式3。
實施方式3的特徵在於，在實施方式1以及實施方式的構成上，添加優先級控制器50也即，本實施方式3的相關遠程控制系統，是由上述實施方式1以及實施方式2組合而成的。另外，根據該遠程通信系統的通信方法也相當於本發明的遠程控制方法。另外，本優先級控制器相當於本發明之中所述的優先級控制器。
圖3中說明了該優先級控制器50的構成。
如圖3所示，優先級控制器50由外部接口51、控制部52、發送接受部53以及天線54所構成。另外，採用PC所具有的標準接口作為上述外部接口51，但並不僅限於此。
在這種構成中，在外部裝置55中進行對控制裝置10的發送優先級的相關設定。該設定的相關控制數據經外部接口51被發送給控制部52。控制部52根據該控制數據生成優先級的相關數據，進一步生成包括該優先級的相關數據的信標幀，經發送接受部53以及天線54，作為定期的信標發送被發送。在控制裝置10側，接收該優先級控制器50所發送的信標幀，根據該信標幀中所包括的優先級的相關數據，設定發送的優先級。
這裡，該優先級的相關數據，預先包括控制裝置10的個別優先級以及預設的數據幀的優先級的相關信息，作為優先級，能夠設定多個等級甚至還能夠設定動作停止。
另外，控制裝置10側在沒有接收到信標幀的情況下，依然保持為預設值。但並不僅限於此。
如上所述，本實施方式的相關遠程控制系統，含有發送至少包括作為上述優先級的相關數據的，用來特別指定應當優先通信的控制裝置的第1數據、特別指定優先級控制器50自身的第2數據以及使用機會特有的第3數據的信標幀的優先級控制器50，上述控制裝置10包括作為至少用來存儲特別指定優先級控制器自身的第4數據和使用機會特有的第5數據的存儲單元的存儲裝置4a，上述控制裝置10的控制部4在上述第1數據特別指定為自己的情況下，判斷自己是第1優先級的相關設備，根據該第1優先級在給定的時刻將幀發送給被控制裝置20；在上述第1數據沒有特別指定為自己的情況下，且上述優先級控制器50所發送的第2以及第3數據和作為上述存儲單元的存儲裝置4a中所存儲的第4以及第5數據相一致時，判斷自己是第2優先級的相關設備，根據該第2優先級在給定的時刻將幀發送給被控制裝置20；在上述第1數據沒有特別指定為自己時，且上述優先級控制器50所發送的第2以及第3數據中的至少一個和作為上述存儲單元的存儲裝置4a中所存儲的第4以及第5數據不一致的情況下，判斷自己是第3優先級的相關設備，根據該第3優先級在給定的時刻將幀發送給被控制裝置20。
另外，本發明之所述的第1至第5信息，是例如包括上述第1至第5數據，且更加廣義的概念。
下面，圖4中顯示了外部裝置55向優先級控制器50的控制(優先級的設定)的概略圖，圖5中顯示了控制裝置10向外部裝置55的登錄(控制裝置10的登錄)的概略圖，圖6中顯示了關於優先級的定義的一個例子，分別對其進行說明。
如圖4所示，由外部裝置55在優先級控制器50中設定優先級的情況下，二者的外部接口51以及55b通過電纜等連接並能夠自如通信。外部裝置55至少包括對該外部裝置55全體進行控制的控制部55a，外部接口55b以及資料庫55c。資料庫55c中，詳細情況將在後面敘述，例如舉出適用於機器人相撲大賽的例子，至少使控制裝置10的相關「參加者名」和「通信地址」建立關係並保存。圖中所示的資料庫55b的構成當然僅僅是一個例子。優先級控制器50側的構成如前所述。
另外，如圖5所示，在將控制裝置10登錄到外部裝置55的情況下，二者的外部I/O4d以及外部接口55b通過電纜等連接並能夠自如通信。其他構成如前所述。
在這種狀態下，外部裝置55預先讀取代表優先級控制器50的通信地址。這是為了保證給每個通信系統分配一個唯一的值而使用通信地址的，通過其他的方法來實現一個唯一的值當然也可以。外部裝置進一步生成使用機會特有值。該值的生成方法，例如採用由日期/時刻生成的方法，以及對上面的值進行增量(+1)的方法，當然並不限定於此。和上述動作相獨立，在外部裝置55的資料庫55c中，登錄保存對應起來的「參加者名」和「通信地址」的一覽表。
另外，在如圖5所示的連接關係下，控制裝置10將自己的通信地址發送給外部裝置55。外部裝置55將該通信地址登錄到資料庫55c中。對各個控制裝置分別進行這樣的動作，將全體參加者的控制裝置的通信地址登錄到外部裝置55的資料庫55c中，進行參加者名和控制裝置的通信地址之間的對應。在外部裝置55中的上述登錄完成之後，外部裝置55將保存在存儲裝置55d中的特別指定優先級控制器50自身的第2數據以及使用機會特有的第3數據發送給控制裝置10。控制裝置10將該第2以及第3數據保存在存儲裝置4d中。另外，在如圖4所示的連接關係下，在必須進行優先級設定(或者變更)的情況下，將用來特別指定應當通過外部裝置55優先進行通信的控制裝置的第1數據、特別指定優先級控制器50自身的第2數據以及使用機會特有的第3數據發送給系統中所有的優先級控制器50。優先級控制器50將該第1到第3數據保存在存儲裝置52a中。於是，根據這些數據生成信標幀。
接著在下面的說明中，作為一個例子，設第1數據為HS，第2數據為GID，第3數據為PNO，進一步進行說明。該GID、PNO、HS以及信標幀的格式之間的關係將在後面詳述。
通過上述的一例的處理使得配置完畢之後，各控制裝置10的優先級被設定好了。在本實施方式中，如下所述對優先級進行定義。即，信標幀的GID、PNO的值和存儲在控制裝置10的存儲裝置中的GID、PNO的值一樣，且信標幀的HS值和該控制裝置10的HS值一樣的情況下，設定為第1優先級。
進一步，信標幀的GID、PNO的值和存儲在控制裝置10的存儲裝置中的GID、PNO的值一樣，且信標幀的HS值和該控制裝置10的HS值不一樣的情況下，設定為第2優先級。信標幀的GID、PNO的值和存儲在控制裝置10的存儲裝置中的GID、PNO的值不一樣的情況下設定為第3優先級。另外，本發明之中所述的第1至第3優先級相當於上述第1至第3優先級，但並不限定於此。
另外，在同一控制裝置10中接收到多個信標幀的情況下，將任何一個信標幀的GID、PNO的值和存儲在控制裝置10的存儲裝置中的GID、PNO的值都不一樣的情況，設定為第3優先級。
另外，在多個信標幀中的任何一個的GID、PNO的值和存儲在控制裝置10的存儲裝置中的GID、PNO的值一樣的情況下，根據上述定義，設定優先級為第1或者第2優先級。上述關於優先級的定義僅僅是一個例子，並不限定於此。
這裡在圖6中，顯示了同時使用3個控制裝置10a、10b以及10c的例子。在該例子中，優先級控制器50的存儲裝置52a中保存的值為GID＝X、PNO＝Y、HS＝A。
也即，由優先級控制器定期發送的信標幀中，含有上述值。另外，該例子中，控制裝置10a的存儲裝置中保存有通信地址＝A、GID＝X以及PNO＝Y的信息，控制裝置10b的存儲裝置中保存有通信地址＝B、GID＝X以及PNO＝Y的信息，控制裝置10a的存儲裝置中保存有通信地址＝C、GID＝X以及PNO＝Z的信息。在該例情況下，套用上述優先級的定義，對控制裝置10a來說，由於信標幀的GID(＝X)、PNO(＝Y)的值和保存在控制裝置10a的存儲裝置中的GID(＝X)、PNO(＝Y)的值一樣，且信標幀的HS(＝A)值和該控制裝置10a的通信地址的值(＝A)一樣，設定為第1優先級。對控制裝置10b來說，由於信標幀的GID(＝X)、PNO(＝Y)的值和保存在控制裝置10b的存儲裝置中的GID(＝X)、PNO(＝Y)的值一樣，但信標幀的HS(＝A)值和該控制裝置10b的通信地址的值(＝B)不一樣，因此設定為第2優先級。對控制裝置10c來說，由於信標幀的PNO(＝Y)的值和保存在控制裝置10c的存儲裝置中的PNO(＝Z)的值不一樣，設定為第3優先級。
另外，第1至第3優先級的高低可以分別相當於優先級的「高」、「中」、「低」。另外，當然也可以使GID為優先級控制器自身的通信地址，HS為應當優先進行通信的控制裝置的通信地址。
上面對本發明的實施方式1至實施方式3進行了說明，下面對根據該遠程控制系統的遠程控制方法進行進一步的詳細說明。
另外，在構築了如上所述的應用數字無線通信技術的遠程控制系統的情況下，控制裝置10向被控制裝置20發送幀時，首先控制裝置10對數據進行分割，給該數據加上幀頭(Frame Header)。接著經網絡層以及數據連接層的理論連接控制副層(LLC；Logical Link Control)，在媒體存取控制副層(MAC；Media Access Control)上加上幀檢測序列(FCS；Frame CheckSequence)等信息，這樣幀就被構築成了，並作為比特列被傳遞到物理層。
在進行上述控制裝置10和被控制裝置扎20之間的通信的情況下，檢測接收到的幀是否有丟失以及是否正常接收，如果發生了異常就向發送方請求再次發送。另外，在接收方無法正常接收的情況下，發送方必須要暫停發送並調整幀的時間間隔。由LLC擔當上述功能。
上述的幀的格式如圖7所示。
如圖7所示，幀由幀頭(Frame Header)區、幀體(Frame Body)區以及FCS區構成。其中，「幀頭」由以字節為單位對幀的數據長度指定的區域、保存表示幀的種類的信息的區域、指定發送方的通信地址的區域以及進行密碼控制的區域等構成，幀的種類不同幀頭區的長度也不同。
另外，通過保存在該幀頭區中的信息來定義Data(w/o AR)、Data(withAR)、ACK、Data+ACK(w/o AR)、Data+ACK(with AR)以及信標(Beacon)等幀的類別。這裡，(with AR)表示「要求應答」，(w/o AR)表示「不要求應答」。
「幀體區」是用來保存給定單位的數據本體的區域，其長度為可變長度。另外，「FCS區」是用來保存用於檢測幀的錯誤的信息的區域。
在該FCS區中，保存了通過從幀頭的開頭到幀體的末尾的值所計算出來的檢測值。
如上所述，在上述幀頭區中定義了幀的類別，下面按順序說明Data幀、ACK幀、Data+ACK幀以及信標(Beacon)幀各自的格式。
首先說明「Data幀」的格式。
該Data幀是用來進行控制裝置10和被控制裝置20之間的控制數據等的交換的幀。因此，Data幀被分為要求對能否正常的接收來自發送方的數據進行確認的「要求應答(with AR)」以及不要進行確認的「w/o AR」這兩大類。該「要求應答」Data幀被發送出去之後，被發送方在能夠正常的接收Data幀的情況下回發ACK幀或者Data+ACK幀。
下面說明「ACK幀」的格式。
該ACK幀是在正常的接收到了Data幀的情況下，用來將該事項通知給發送方的回發幀。
下面說明「Data+ACK幀」的格式。
如上所述，在被發送方能夠正常的接收發送方所發送的「要求應答(with AR)」幀的時，該被發送方回發應答的相關ACK幀。此時，如果需要向發送方發送最新的數據，可以一次發送Data+ACK幀，來代替分別發送包括最新數據的Data幀以及上述ACK幀。
下面說明「信標(Beacon)幀」的格式。
該信標幀是為了優先級控制器50設定控制裝置10的發送優先級而使用的。
這裡，該優先級可以被設定為多個等級，進一步還可以設定動作禁止。另外，還可以將多個控制裝置10分成組，以該組為單位進行總括的優先級設定。
另外，在該信標幀的子區中，在只有一臺優先級控制器50的情況下，設定該優先級控制器的通信地址。另外在使用多個優先級控制器的情況下，設定為其中代表性的通信地址。
對該信標幀的格式進行更加詳細的說明，該信標幀是由幀頭和幀體構成的。幀頭至少包括Dur子區以及GID子區。在前者的Dur子區中，以給定的單位(例如μ秒單位)設定信標幀所指定的第1優先級的通信時間。例如在沒有第1優先級的設定的情況下，在Dur子區中設定0。對該Dur子區將在後面進行詳述。另外，在後者的GID子區中，設定輸出信標幀的優先級控制器50的通信地址。
例如一種考慮方式是，如上所述，在所使用的優先級控制器50隻有一臺的情況下，設定該優先級控制器的通信地址，在使用多個優先級控制器的情況下，設定為其中代表性的通信地址。
信標幀的幀體包括BI(Beacon Interval)子區、DI(Data Interval)子區、PNO子區、LPI(Low Priority Interval)子區以及HS子區。
在其之中，首先在BI子區設定信標幀的發送間隔(下面稱作BI)。接著在DI子區中，以給定的單位(例如μ秒單位)設定第1優先級或者第2優先級所給定的控制裝置10的數據發送間隔(下面稱作DI)。接著，在PNO子區中，設定前述PNO。
在LPI子區中設定第3優先級的控制裝置10的數據發送間隔(下面稱作LPI)。例如在設定LPI的值為0的情況下，第3優先級的控制裝置10就不能夠發送數據。LPI並不必須是整數，可以使用1以下的值。在HS子區中，設定作為第1優先級的控制裝置10的通信地址(下面稱作HS)。
除上之外，對「密碼化時」的數據體區進行說明，密碼化時只能使用Data幀或Data+ACK幀。
下面對本發明的具體的通信方法進行詳細說明。
在前一個幀被發送之後，到發送下一個幀之間的間隔(幀間隔)中，有短幀間隔(下面稱作SIFS)、中幀間隔(下面稱作MIFS)、長幀間隔(下面稱作LIFS)以及補償。
SIFS表示一連的幀序列中的幀的發送間隔。該SIFS適用於Data幀的發送結束之後到開始發送Data+ACK幀或ACK幀之間的間隔。
另外，MIFS是設置在第1優先級的相關一系列幀的開頭的間隔，在其他的優先級中，使用LIFS以及補償。
LIFS表示幀序列和下一個幀序列之間的間隔。在該LIFS之後，必定會發生下面將詳述補償。另外。該「補償」是指為了避免幀之間的衝突而設置在LIFS之後的隨機間隔。
下面對照圖8，說明本發明的遠程控制系統的最大連接臺數的計算。這是能夠通過圖8中所示的數據發送間隔中能夠包括幾個「1個周期」來計算的。也即，將LIFS時間、Data幀發送時間、SIFS時間以及Data+ACK幀發送時間設定為「1個周期」，在數據的發送速度為2Mbit/s的情況下為幾十臺，11Mbit/s的情況下為一百幾十臺，54Mbit/s的情況下為幾百臺，因此可以得知能夠實現多數同時控制。另外，該多數同時控制是包括同時使用同一頻率的多組的概念的廣義的概念。
下面對照圖9至圖12，對本發明的遠程控制方法中的數據的發送接受順序進行更詳細的說明。
首先，對照圖9，說明在根據由控制裝置10(沒有外部裝置)和被控制裝置20所構成的遠程控制系統(對應實施方式1)的遠程控制方法中的數據發送接受的順序。
首先，控制裝置10通過控制部4的CPU4b，在每個給定的時間生成包括根據外部的操作輸入部5中所包含的控制杆的以及各種開關等的操作·設定的控制數據以及狀態要求的相關數據的Data(with AR)幀。該Data(with AR)幀被調製解調部3進行調製處理之後，經發送接受部2以及天線1，由每個給定的發送間隔時間的定時中斷，發送給被控制裝置(#1)。
另外，在本例中，即使發生通信錯誤也不進行再發送。
另外，在被控制裝置20不能夠正常接收控制裝置10所發送的Data(withAR)幀的情況下，該被控制裝置20不向控制裝置10回發包括狀態相關數據的幀。
另外，被控制裝置20經天線11由發送接受部12正常接收該Data(withAR)幀，由調製解調部13進行解調之後，發送給控制部14。由控制部14的CPU14b解析該Data(with AR)幀，從中抽出控制數據，根據該控制數據生成給定的信號，該信號經外部I/O14d以及通信口17被發送給驅動系統15以及傳感器等16。(#2)另外，被控制裝置20通過控制部14的CPU14b，生成包括狀態的相關數據的Data+ACK(with AR)幀。該Data+ACK(with AR)幀被調製解調部13進行調製處理之後，經發送接受部12以及天線11，發送給控制裝置10(#3)。
於是，控制裝置10經天線1由發送接受部2正常接收被控制裝置20所發送的Data+ACK(with AR)幀，由調製解調部3進行解調之後，發送給控制部4的CPU4b。由控制部4的CPU4b解析該Data+ACK(with AR)幀，從中抽出狀態的相關數據，根據該數據生成給定的信號，經外部I/O4d以及通信口7被發送給輸出部6。於是，輸出部6通過LED等進行關於狀態的給定輸出(#4)上述的一系列處理的一個特徵在於，上述#1的通信中可以使用LIFS+補償時間作為幀間隔，上述#3的通信中可以使用SIFS作為幀間隔。
接著，對照圖10，說明在根據由控制裝置10(連接外部裝置30)和被控制裝置20(連接控制器41)所構成的遠程控制系統(對應實施方式2)的遠程控制方法中的數據發送接受的順序。該順序相當於在基本傳送順序(圖9)中的數據發送時序中，控制裝置10被輸入來自外部裝置30的外部數據的情況的順序。另外，本例中，外部裝置30向控制裝置10的外部數據輸入和通信是非同期進行的。
首先，外部裝置30經通信口7以及外部I/O4d向控制裝置10非同期的輸入外部數據(#11)。
另外，該外部數據被暫存在控制部4的存儲裝置4a中。
接著，控制裝置10通過控制部4的CPU4b，在每個給定的時間生成至少包括根據外部的操作輸入部5中所包含的控制杆的以及各種開關等的操作·設定的控制數據、上述外部數據以及狀態要求的相關數據中的任意一個的Data(with AR)幀。
該Data(with AR)幀被調製解調部3進行調製處理之後，經發送接受部2以及天線1，由每個給定的發送間隔時間的定時中斷，發送給被控制裝置(#12)。
這裡，和先前所說明的基本發送順序(圖9)的不同點是，控制裝置10所發送的Data(with AR)幀中含有外部數據。
另外，在將外部數據收納在1幀之內的情況下，用來說明不存在後繼數據的數據被包含在幀中(例如，使幀的後繼位為「0」)，在外部數據沒有收納在1幀之內，用1次幀沒有結束髮送的情況下，用來說明存在後繼數據的數據被包含在幀中(例如，使幀的後繼位為「1」)。
另外，在本例中，上述發送時即使發生通信錯誤也不進行再發送。
另外，在被控制裝置20不能夠正常接收控制裝置10所發送的Data(withAR)幀的情況下，該被控制裝置20不向控制裝置10回發包括狀態相關數據的幀。
另外，被控制裝置20經天線11由發送接受部12正常接收該Data(withAR)幀，由調製解調部13進行解調之後，發送給控制部14。由控制部14的CPU14b解析該Data(with AR)幀，從中抽出外部數據，並暫存在控制部14的存儲裝置14a中。從該存儲裝置14a中適當的讀出該外部數據，經外部I/O14d、通信口17以及PC所具有的標準接口，發送給控制器41。(#13)另外，被控制裝置20在所接收到的幀的後繼位為「0」的情況下，判斷不存在後繼數據，由控制部14的CPU14b，生成包括狀態的相關數據的Data+ACK(w/o AR)幀，由調製解調部13進行調製處理之後，經發送接受部12以及天線11，發送給控制裝置10(#14)。
控制裝置10經天線1由發送接受部2正常接收被控制裝置20所發送的Data+ACK(w/o AR)幀，由調製解調部3進行解調之後，發送給控制部4的CPU4b。由控制部4的CPU4b解析該Data+ACK(w/o AR)幀，從中抽出狀態的相關數據，根據該數據生成給定的信號，經外部I/O4d以及通信口7被發送給輸出部6。該輸出部6，例如通過LED等進行狀態的相關給定輸出(#15)在這種不存在後繼數據的情況下，不管有沒有外部數據，不進行新的Data(with AR)幀的發送，也不回發ACK幀。
以上說明了外部數據在1幀以內的情況下的通信流程，對外部數據沒有被收納在1幀以內的情況下，如下所述。
即，被控制裝置20在所接收到的幀的後繼位為「1」的情況下，判斷存在後繼數據，由控制部14的CPU14b，生成包括狀態的相關數據的Data+ACK(with AR)幀，由調製解調部13進行調製處理之後，經發送接受部12以及天線11，發送給控制裝置10(#14)。
這樣，控制裝置10經天線1由發送接受部2正常接收被控制裝置20所發送的Data+ACK(with AR)幀，由調製解調部3進行解調之後，發送給控制部4的CPU4b。接著由控制部4的CPU4b解析該Data+ACK(with AR)幀，從中抽出狀態的相關數據，根據該數據生成給定的信號，經外部I/O4d以及通信口7被發送給輸出部6。該輸出部6，例如通過LED等進行狀態的相關給定輸出(#15)。
另外，控制裝置10在應當發送的外部數據還有剩餘的情況下，反覆進行上述處理(#12～#15)，順次發送包括剩餘外部數據的Data(with AR)幀(#16)。
但是，在同一幀序列中，在最大次數Data(with AR)幀被發送了的情況下，不管有沒有剩餘外部數據，不進行新的發送，只回發ACK幀。這是在同時使用同一頻率的多個組的狀況。
上述的一系列處理中，上述#12的通信中可以使用LIFS作為幀間隔，上述#14、#16的通信中可以使用SIFS作為幀間隔，是本發明的一個特徵。
接著，對照圖11，說明在根據由控制裝置10(連接外部裝置30)和被控制裝置20(連接控制器41)所構成的遠程控制系統(對應實施方式2)的遠程控制方法中的數據發送接受的順序。該順序相當於在基本傳送順序(圖9)中的數據發送時序中，被控制裝置20被輸入來自控制器41的外部數據的情況的順序。另外，本例中，控制器41向被控制裝置20的外部數據輸入和通信是非同期進行的。
首先，控制器41經通信口17以及外部I/O14d向被控制裝置20非同期的輸入外部數據，被控制裝置20將該外部數據暫存在控制部14的存儲裝置14a中。(#21)另外，控制裝置10通過控制部4的CPU4b，在每個給定的時間生成包括根據外部的操作輸入部5中所包含的控制杆的以及各種開關等的操作·設定的控制數據、上述外部數據以及狀態要求的相關數據的Data(withAR)幀，被調製解調部3進行調製處理之後，經發送接受部2以及天線1，通過將給定的發送間隔時間分割為每個定時，發送給被控制裝置(#22)。
另外，在本例中，上述發送時即使發生通信錯誤也不進行再發送。
另外，在被控制裝置20不能夠正常接收控制裝置10所發送的Data(withAR)幀的情況下，該被控制裝置20不回發包括狀態相關數據的幀。
被控制裝置20經天線11由發送接受部12正常接收該Data(with AR)幀，由調製解調部13進行解調之後，發送給控制部14。由控制部14的CPU14b解析該Data(with AR)幀，從中抽出控制數據或外部數據，並暫存在控制部14的存儲裝置14a中。從該存儲裝置14a中適當的讀出，經外部I/O14d、通信口17以及PC所具有的標準接口，發送給控制器41。(#23)另外，被控制裝置20，由控制部14的CPU14b，生成包括狀態的相關數據以及來自控制器41的外部數據的Data+ACK(w/o AR)幀，由調製解調部13進行調製處理之後，經發送接受部12以及天線11，發送給控制裝置10(#24)。
此時，在將來自控制器41的外部數據收納在1幀之內的情況下，用來說明不存在後繼數據的數據被包含在幀中(例如，使幀的後繼位為「0」)，在沒有收納在1幀之內，用1次幀沒有結束髮送的情況下，用來說明存在後繼數據的數據被包含在幀中(例如，使幀的後繼位為「1」)。
這樣，控制裝置10經天線1由發送接受部2正常接收被控制裝置20所發送的Data+ACK(w/o AR)幀，由調製解調部3進行解調之後，發送給控制部4的CPU4b。由控制部4的CPU4b解析該Data+ACK(w/o AR)幀，從中抽出狀態的相關數據，根據該數據生成給定的信號，經外部I/O4d以及通信口7被發送給輸出部6。該輸出部6，例如通過LED等進行狀態的相關給定輸出(#26)此時，在所接收到的幀的後繼位為「0」的情況下，由控制部4的CPU4b判斷不存在後繼數據。於是，從控制裝置10向被控制裝置20回發ACK幀(#25)。
另外，控制裝置10將上述通過解析Data+ACK(w/o AR)幀而抽出的外部數據暫存在存儲裝置4a中，從該存儲裝置4a中適當的讀出，經外部I/O4d、通信口7以及PC所具有的標準接口，順次發送給外部裝置30。(#27)
以上說明了外部數據在1幀以內的情況下的通信流程，對外部數據沒有被收納在1幀以內的情況下，如下所述。
即，控制裝置10在所接收到的Data+ACK(w/o AR)幀的後繼位為「1」的情況下，由控制部4的CPU4b判斷存在後繼數據。這種情況下一樣也從控制裝置10向被控制裝置20回發ACK幀(#25)。
另外，控制裝置20在應當發送的外部數據還有剩餘的情況下，反覆進行上述處理(#21～#27)，順次發送包括剩餘外部數據的Data(with AR)幀(#28、#29)。
但是，在同一幀序列中，在最大次數的Data(with AR)幀被發送了的情況下，不管有沒有剩餘外部數據，不進行新的發送，只回發ACK幀。
上述的一系列處理中，上述#22、#27的通信中可以使用LIFS作為幀間隔，上述#24、#28、#29的通信中可以使用SIFS作為幀間隔，也是本發明的一個特徵。
以上說明了控制裝置10和被控制裝置20中的任何一個被輸入了外部數據的情況下的處理順序，也即通信方法，在控制裝置10和被控制裝置20雙方都被輸入了外部數據的情況下的處理順序，能夠通過其複合處理來實現，這裡省略重複說明。
下面對照圖12，詳細說明在因給定的原因導致幀序列中止時再發送的情況下的通信順序。
該通信順序是，在控制裝置10向被控制裝置20發送Data(with AR)幀，作為應答，被控制裝置20向控制裝置10回發Data+ACK幀或者ACK幀的情況下，幀序列被中止。於是，對未能送達的Data(with AR)幀開始新的幀序列，開始發送。
在該未能送達的Data(with AR)幀從控制裝置10向被控制裝置20再次發送的情況下，對再發送次數的相關統計值進行增量(+1)，除了在FCS發生變化的情況下，發送和上次幀的內容一樣的數據。另外，對控制數據來說，換成最新的。下面詳述其概要。
即，控制裝置10通過控制部4的CPU4b，在每個給定的時間生成包括根據外部的操作輸入部5中所包含的控制杆的以及各種開關等的操作·設定的控制數據以及狀態要求的相關數據的Data(with AR)幀。該Data(withAR)幀被調製解調部3進行調製處理之後，經發送接受部2以及天線1，插入給定的發送間隔時間的每個定時，發送給被控制裝置(#31)。
對該通信，在被控制裝置30接收時發生錯誤的情況下，該被控制裝置30不向控制裝置10回發ACK幀(#32)。
控制裝置10，在能夠充分的檢測出應答(ACK幀)的最短時間經過之後還沒有接收到來自被控制裝置20的ACK幀的情況下，進行Data(withAR)幀的再發送(#33)。
這時，將Data(with AR)幀中送包含的控制數據更新為最新的，再次對再發送次數的相關統計值+1。反覆操作該再發送直到到了預先設定的再發送次數，但並不限定與此。
另外，控制裝置10在發送時產生錯誤的情況下，也和上述#33一樣進行再發送(#36)。被控制裝置20在發送時產生錯誤的情況下，不進行任何操作，不再次發送(#37)。
另外，被控制裝置20經天線11由發送接受部12正常接收該Data(withAR)幀，由調製解調部13進行解調之後，發送給控制部14。由控制部14的CPU14b解析該Data(with AR)幀，從中抽出控制數據，根據該控制數據生成給定的信號，該信號經外部I/O14d以及通信口17被發送給驅動系統15以及傳感器等16。(#34)另外，被控制裝置20通過控制部14的CPU14b，生成包括狀態的相關數據的Data+ACK(w/o AR)幀。該Data+ACK(w/o AR)幀被調製解調部13進行調製處理之後，經發送接受部12以及天線11，發送給控制裝置10(#35)。
於是，控制裝置10經天線1由發送接受部2正常接收被控制裝置20所發送的Data+ACK(w/o AR)幀，由調製解調部3進行解調之後，發送給控制部4的CPU4b。由控制部4的CPU4b解析該Data+ACK(w/o AR)幀，從中抽出狀態的相關數據，根據該數據生成給定的信號，經外部I/O4d以及通信口7被發送給輸出部6。於是，輸出部6通過LED等進行關於狀態的給定輸出(#38)上述的處理中，上述#31的情況下可以使用LIFS作為幀間隔，上述#33、#35、#36、#37的情況下可以使用SIFS作為幀間隔，也是本發明的一個特徵。
上述之外，信標被定時插入並被優先級控制器50發送。
下面對照圖13，說明根據優先級的通信的區分。
本實施方式的相關遠程控制系統，根據作為上述優先級的相關數據的，特別指定應當優先通信的控制裝置的第1數據、特別指定優先級控制器50自身的第2數據以及使用機會特有的第3數據，設定階段優先級。下面的說明中，舉出根據優先級控制器50所發送的信標幀中所包含的HS、GDI、PNO(分別相當於上述第1至第3數據的一例)來確定階梯的優先級，也即第1至第3優先級的區分的例子，更具體的說明設定第1優先級的通信所專用的通信時間，使該第1優先級的通信和第2以及第3優先級的通信相區別的方法。
一個優先級控制器50所發送的信標幀的發送間隔，是該信標幀自己所包含的DI以及BI值的乘積，也即DI×BI。因此，適用MIFS作為幀間隔之後，開始信標幀的發送，DI子區中所給定的數據發送間隔單位(圖中用DI表示)中，被區分為第1優先級的相關發送時間、第2以及第3優先級的相關發送時間。
這裡，圖13所示的根據優先級的通信的區分中，第2以及第3優先級被當做一個處理，區分為應當最優先的第1優先級以及其他(第2以及第3優先級)，但並不限定於此。
下面對照圖14，對根據上述第1優先級的控制裝置10的通信進行更詳細的說明。這裡，顯示了將控制裝置10-1至10-n、被控制裝置20-至20-n設定為第1優先級的例子。
另外，在該圖14中，DAR意味著Data(with AR)，DKR意味著Data+ACK(with AR)，DAK意味著Data+ACK(w/o AR)。關於這些都和上述的一樣，省略對其意義及內容的說明。
在第1優先級的情況下，由信標幀的後端可確保每個DI時間的通信時間這一點雖然和上述的一樣，但在一次通信期間中，是以信標幀的HS子區中所記載的順序，一個幀序列一個幀序列地進行通信的。該例子中，以所記載的控制裝置10-1，10-2，...10-n的順序，一個幀序列一個幀序列的進行通信。
另外，在數據發送間隔DI比第1優先級的通信期間短的情況下，直到第1優先級的控制裝置10的通信期間結束，才開始下個第1優先級的控制裝置10的通信。這時，當然不開始第2以及第3優先級的控制裝置10的通信。
這樣當第1優先級的通信完全結束之後，接著開始第2以及第3優先級的控制裝置的通信。
這裡再次回到圖13的說明，第2優先級的控制裝置10的幀序列，在上次該控制裝置10進行完發送後，經過信標幀的DI子區中所指定的數據發送間隔DI之後才開始。另外，第3優先級的控制裝置10的幀序列，在上次該控制裝置10進行完發送後，經過信標幀的DI子區和LPI子區的值的乘積所指定的時間之後才開始。
接著，對圖14的最下方所顯示的網絡分配時間(NAT)，以其作用及特徵為中心進一步進行說明。
該NAT是指，在一個控制裝置10執行一連幀序列或者進行第1優先級的控制裝置10的通信的期間中，使其他控制裝置10的發送不開始的時間設定。
其值由各幀的Dur子區的值來設定。
在該NAT計時中又接收到具有新的值的Dur子區的幀的情況下，在比目前的NAT大時設定新的NAT(例如圖中為BCN-＞DAR-＞DKR-＞ACK依次更新)。
通過相關的設定，使得第1優先級以外的控制裝置10、被控制裝置20的幀序列不開始，從而使得第1優先級的控制裝置10的通信在不被其他通信妨礙的狀態下進行。
另外，圖13、圖14的說明中，第1至第3優先級，例如適用於優先級的高低時，可以分別對應優先級「高」、「中」、「低」，當然並不限定於這樣的關係。
上面對本發明的實施方式的相關遠程控制系統以及遠程控制方法進行了說明，最後，簡單說明其適用例。
圖15中說明了機器人相撲大賽的適用例。場內有兩臺使用被控制裝置20的機器人200a、200b，由使用控制裝置10的遙控器100a、100b遠程控制對應的機器人200a、200b並決出勝負。一般來說，機器人相撲比賽的賽場中會同時進行多組比賽，在適用本發明，使用數字無線通信技術進行數字且時分方式的通信的情況下，除了能夠使上述機器人200a、200b進行複雜的動作之外，還使多通信信道的分配成為可能，能夠不受通信障礙的影響，順暢的進行大賽。
另外，即使在多組比賽同時進行，同時使用用來控制各組的優先級的優先級控制器的情況下，使優先級如上述那樣由HS和GID、PNO來設定，由於GID由優先級控制器的不同而不同，根據各組的優先級的通信不會受到他組的優先級控制器所發出的信標幀的妨礙。
圖16中說明了機器人足球大賽的適用例。
該機器人足球大賽的適用例中，必須通過使用控制裝置10的遙控器100a至100h，使各自所對應的多個使用被控制裝置20的機器人200a至200b同時運動，通過採用優先級控制器50，能夠確保遙控器100a至100h的通信優先級，從而能夠順暢的進行比賽。
另外，用來指示預先設定的給定動作的數據在上述流程中從遙控器100a至100h被發送到機器人200a至200h，機器人200a至200h解析該數據，驅動控制驅動系統，進行相當複雜的動作。
另外，機器人足球大賽的適用例中，設想到了通過優先級控制器對分布在大範圍的多個控制裝置10的相關優先級進行控制的情況，還考慮到了該範圍超過了1臺優先級控制器的通信範圍的情況，這時，通過使用使GID值一樣的多個優先級控制器，能夠實現根據優先級的適當控制。
如上所述，在機器人足球大賽的例子中，通過發送上述數據，來進行多個機器人選手的「動作組合」這種複雜的指示，且能夠實現總括的多個同時控制。另外，該數據中，還包含用來進行給定的指示·命令的命令碼。
另外，本發明的被控制裝置、遠程控制系統以及遠程控制方法，當然並不僅僅特定適用於上述機器人相撲大賽或者機器人足球大賽，還能夠適用於其他各種用途。
上面對本發明的實施方式進行了說明，本發明當然並不僅限於此，在不脫離本發明的宗旨的範圍內能夠進行各種改良、變更。例如，上述實施方式中所設想的是時分方式，當然還可以採用檢測其他的方面(總電力，相關信號)的能夠避免發送競合的碼分(CDMA)方式。
另外，上述的實施方式中，控制裝置10，在能夠充分的檢測出應答(ACK幀)的最短時間經過之後還沒有接收到來自被控制裝置20的ACK幀的情況下，反覆進行將Data(with AR)幀中送包含的控制數據更新為最新數據之後再次發送的操作，直到到了預先給定的再發送次數，還可以例如在幀中設置給定的子區，根據該子區的設定值控制進行後繼幀的發送接收的反覆操作。這種情況下，雙方的控制數據等一發送完畢就進行ACK幀的發送接收。
如上所述，本發明能夠起到下面的效果。
即，能夠提供一種通過應用數字無線通信技術，即使在同時使用同一頻率的多個組的狀態下，也能夠防範通信障礙於未然，使多個通信信道的分配成為可能，實現雙向且傳輸速度迅速的通信，使數據通信量飛速增加的控制裝置、被控制裝置、使用該控制裝置和被控制裝置的遠程控制系統以及遠程控制方法。
進一步，提供一種不需要在控制裝置以及被控制裝置中添加任何裝置，自如的適當設定根據來自外部的通信的各控制裝置的發送優先級，即使在同時使用同一頻率的多個組的狀態下，也能夠防範通信障礙於未然，同時能夠根據該優先級優先控制特定的對象的控制裝置、被控制裝置、使用該控制裝置和被控制裝置的遠程控制系統以及遠程控制方法。
權利要求
1.一種遠程控制系統，是在同時使用同一頻率的多組預先被設定為相互對應的控制裝置和被控制裝置所構成的組的情況下，能夠自由地進行無線通信的遠程控制系統，其特徵在於上述控制裝置包括第1輸入輸出單元，其用來和外部連接，第1控制單元，其生成至少包括通過上述第1輸入輸出單元所得到的信息和控制裝置所對應的被控制裝置的信息中的任意一種的第1幀，並根據給定的優先級將該第1幀發送到被控制裝置，同時解析來自上述被控制裝置的第2幀，通過上述第1輸入輸出單元向外部輸出第1信號，以及第1發送接收單元，其根據上述給定的優先級將上述第1控制單元所生成的第1幀發送給上述被控制裝置，同時接收來自上述被控制裝置的第2幀；上述被控制裝置包括第2發送接收單元，其接收來自上述控制裝置的第1幀，同時向上述控制裝置發送第2幀，第2輸入輸出單元，其用來和外部連接，以及第2控制單元，其解析上述第1幀並通過上述第2輸入輸出單元向外部輸出第2信號，同時生成至少包括通過上述第2輸入輸出單元所得到的信息和被控制裝置所對應的控制裝置的信息中的任何一個的第2幀。
2.如權利要求1所述的遠程控制系統，其特徵在於進一步包括用來設定上述控制裝置的發送的相關給定優先級的優先級控制器，在通過該優先級控制器設定了上述控制裝置的發送的相關給定優先級的情況下，上述控制裝置的第1控制單元根據該優先級將上述第1幀發送給上述被控制裝置。
3.如權利要求1所述的遠程控制系統，其特徵在於進一步包括用來發送特別指定應當優先通信的控制裝置的第1信息的優先級控制器，上述控制裝置的第1控制單元，在上述第1信息是特別指定自己的情況下，判斷自己與第1優先級相關，並根據該第1優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置。
4.如權利要求1所述的遠程控制系統，其特徵在於進一步包括用來發送特別指定優先級控制器自身的第2信息和使用機會特有的第3信息的優先級控制器；上述控制裝置還包括至少用來存儲特別指定優先級控制器自身的第4信息和使用機會特有的第5信息的存儲單元；上述控制裝置的第1控制單元，在上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息與上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息相一致的情況下，判斷自己與第2優先級相關，並根據該第2優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置。
5.如權利要求1所述的遠程控制系統，其特徵在於進一步包括用來發送特別指定應當優先通信的控制裝置的第1信息、特別指定優先級控制器自身的第2信息和使用機會特有的第3信息的優先級控制器；上述控制裝置還包括至少用來存儲特別指定優先級控制器自身的第4信息和使用機會特有的第5信息的存儲單元；上述控制裝置的第1控制單元，在上述第1信息是特別指定自己的情況下，判斷自己與第1優先級相關，並根據該第1優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置；在上述第1信息沒有特別指定自己的情況下，且上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息與上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息相一致時，判斷自己與第2優先級相關，並根據該第2優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置；在上述第1信息沒有特別指定自己的情況下，且上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息中的至少一個與上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息不一致時，判斷自己與第3優先級相關，並根據該第3優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置。
6.一種控制裝置，是在同時使用同一頻率的多組預先被設定為相互對應的控制裝置和被控制裝置所構成的組的情況下，能夠自由地進行無線通信的遠程控制系統中所使用的控制裝置，其特徵在於包括輸入輸出單元，其用來和外部連接；控制單元，其生成至少包括通過上述輸入輸出單元所得到的信息和控制裝置所對應的被控制裝置的信息中的任意一種的第1幀，並根據給定的優先級將該第1幀發送到被控制裝置，同時解析來自上述被控制裝置的第2幀，通過上述輸入輸出單元向外部輸出給定的信號；以及發送接收單元，其根據上述給定的優先級將上述控制單元所生成的第1幀發送給上述被控制裝置，同時接收來自上述被控制裝置的第2幀。
7.一種被控制裝置，是在同時使用同一頻率的多組預先被設定為相互對應的控制裝置和被控制裝置所構成的組的情況下，能夠自由地進行無線通信的遠程控制系統中所使用的被控制裝置，其特徵在於包括發送接收單元，其接收由上述控制裝置根據給定的優先級所發送的第1幀，同時向上述控制裝置發送第2幀；輸入輸出單元，其用來和外部連接；以及控制單元，其解析上述第1幀並通過上述輸入輸出單元向外部輸出給定的信號，同時生成至少包括通過上述輸入輸出單元所得到的信息和被控制裝置所對應的控制裝置的信息中的任何一個的第2幀。
8.一種遠程控制方法，是在同時使用同一頻率的多組預先被設定為相互對應的控制裝置和被控制裝置所構成的組的情況下，能夠自由地進行無線通信的遠程控制方法，其特徵在於包括在上述控制裝置中，由第1控制單元生成至少包括通過第1輸入輸出單元所得到的信息和控制裝置所對應的被控制裝置的信息中的任何一種的第1幀，並根據給定的優先級通過第1發送接收單元將該第1幀發送到被控制裝置的步驟；在上述被控制裝置中，通過第2發送接收單元接收上述第1幀，由第2控制單元解析該第1幀並通過第2輸入輸出單元向外部輸出第2信號的步驟；在上述被控制裝置中，由第2控制單元生成至少包括通過第2輸入輸出單元所得到的信息和被控制裝置所對應的控制裝置的信息中的任何一個的第2幀，並通過第2發送接收單元將該第2幀發送到控制裝置的步驟；以及在上述控制裝置中，通過第1發送接收單元接收來自上述被控制裝置的第2幀，由第1控制單元解析該第2幀並通過第1輸入輸出單元向外部輸出第1信號的步驟。
9.如權利要求8所述的遠程控制方法，其特徵在於進一步包括通過優先級控制器設定上述控制裝置的發送的相關給定優先級的步驟；在通過該優先級控制器設定了上述控制裝置的發送的相關給定優先級的情況下，上述控制裝置的第1控制單元根據該優先級將上述第1幀發送給被控制裝置。
10.如權利要求8所述的遠程控制方法，其特徵在於，進一步包括由優先級控制器發送特別指定應當優先通信的控制裝置的第1信息的步驟；以及由上述控制裝置的第1控制單元進行控制，在上述第1信息特別指定為自己時，判斷自己與第1優先級相關，並根據該第1優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置的步驟。
11.如權利要求8所述的遠程控制方法，其特徵在於，進一步包括由優先級控制器發送特別指定優先級控制器自身的第2信息和使用機會特有的第3信息的步驟；由上述控制裝置的存儲單元至少存儲特別指定優先級控制器自身的第4信息和使用機會特有的第5信息的步驟；以及由上述控制裝置的第1控制單元進行控制，在上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息與上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息相一致的情況下，判斷自己與第2優先級相關，並根據該第2優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置的步驟。
12.如權利要求8所述的遠程控制方法，其特徵在於，進一步包括由優先級控制器發送特別指定應當優先通信的控制裝置的第1信息、特別指定優先級控制器自身的第2信息和使用機會特有的第3信息的步驟；由上述控制裝置的存儲單元至少存儲特別指定優先級控制器自身的第4信息和使用機會特有的第5信息的步驟；由上述控制裝置的第1控制單元進行控制，在上述第1信息特別指定為自己時，判斷自己與第1優先級相關，並根據該第1優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置的步驟；由上述控制裝置的第1控制單元進行控制，在上述第1信息沒有特別指定為自己時，且上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息與上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息相一致的情況下，判斷自己與第2優先級相關，並根據該第2優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置的步驟；以及由上述控制裝置的第1控制單元進行控制，在上述第1信息沒有特別指定為自己時，且上述優先級控制器所發送的第2以及第3信息中的至少一個與上述存儲單元中所存儲的第4以及第5信息不一致的情況下，判斷自己與第3優先級相關，並根據該第3優先級在給定的時刻將上述第1幀發送給上述被控制裝置的步驟。
全文摘要
本發明的遠程控制系統中，控制裝置(10)由控制部(4)生成包含控制數據的幀，以給定的優先級經發送接受部(2)等將該幀發送給被控制裝置(20)。被控制裝置(20)由發送接受部(12)等接收該幀，由控制部(14)解析並根據該解析結果生成給定的信號，經外部I/O(4d)等輸出到驅動系統(15)。被控制裝置(20)生成用於應答的幀並發送給上述控制裝置(10)。控制裝置(10)由控制部(4)解析該用於應答的幀的內容，並根據該解析結果在輸出顯示部(6)的LED等進行給定的顯示。
文檔編號H04Q9/04GK1602647SQ02824708
公開日2005年3月30日 申請日期2002年12月11日 優先權日2001年12月14日
發明者井關隆喜 申請人:富士軟體Abc株式會社