エンベデッドシステムスペシャリスト 2025年 秋期 午後I 問題

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次世代一人乗り電動車椅子に関する次の記述を読んで,設問に答えよ。 A社は,高齢者を乗せて歩道を走行する一人乗り電動車椅子を開発及び製造する企 CHS,今回開発する高齢者用次世代一人乗り電動車椅子(以下,シニアカーと いう)は,普段走行する道路の走行データとクラウド上の3D地図作成システムとを 連携し,様々な安全運転支援機能を実現する。シニアカーの外観を図1に,シニアカ ーの主な要素の説明を表1に示す。 手すりGPS受信機・ディスプレイGPS受信機・ディスプレイ ハンドルLiDARハンドル手すりハンドルブレーキレバー 3ステレオ椅子 NAA geile Uy LiDAR )椅子と/C_), PAGES Ef Ae SS 3 3こさ Ia L AUB//』し駆動部 AN。/: A\+e Imu”a)——))アクセルレバー/アクセルレバー スイッチパネル 正面側面ハンドル周辺の拡大 注!慣性計測ユニットを示す。 図1シニアカーの外観 表1シニアカーの主な要素の説明 ・速度,地図,ステレオカメラで撮影した画像などの情報を表示する。地図を使用 aし,自宅の登録や,目的地の登録ができる。 ・タッチパネル機能がある。 ・スピーカーを搭載し,異常発生時などは音声によって,利用者に知らせる。 ・制動灯,ウインカー,前照灯で構成される。 ・利用者が座る椅子と利用者の落下を防止する手すりで構成される。 ・シニアカーの位置や進行方向を特定するために使用する。 ra・シニアカーの周囲の物体や道路環境を把握するために使用する。 ステセオカラ・ステレオカメラは,前方を向いており,その画角は水平方向に189度である。 ・5個のLiDARによってシニアカーの周囲36度にある物体などを検出する。 —3ーー 表1シニアカーの主な要素の説明(続き) ・操作部は,ハンドル,ブレーキレバー,アクセルレバー,スイッチパネルで構成さ れる。スイッチパネルには最大速度切替えスイッチ,警笛スイッチ,バックボタ ン,解錠・施錠ボタン,パーキングボタン,安全運転支援機能無効化ボタンなどが 配置される。 ・ハンドルを利用者が握り,曲がる方向へハンドルを回す。 ・ブレーキレバーは,両手側にあり,片側だけの操作でもシニアカーを減速できる。 ・アクセルレバーは,両手側にあり,片側だけの操作でも速度を調整できる。 wire-最大速度切替えスイッチによって1 kmノ時単位で最大速度を切り替えられる。ER "中の速度の上限は,6 kmプ時である。 -・バックボタンを押下すると,駆動用モーターの回転が逆方向になりバック走行でき る。バック走行中の速度の上限は,2 km時となる。 ・キーをもった利用者が近づくと解錠・施錠ボタンが利用できる。 -・パーキングボタンを押下すると,パーキングブレーキのONとOFFが切り替わる。 ・安全運転支援機能無効化ボタンを押下すると,安全運転支援機能が無効になる。安 全運転支援機能無効化ボタンを再び押下するか,又は施錠後再び解錠されると,安 全運転支援機能は有効となる。 ・駆動用モーターを使用して,走行するための機構である。 駆動部・利用者の操作,又は安全運転支援機能からの指示を受け車輪を回転,又は停止させ る。 races.・シニアカーの電力を供給する。 *・バッテリーが満充電されているときの最大走行距離は15 kmである。 [シニアカーの操作] シニアカーの操作を次に説明する。 ①乗車 ・キーをもった利用者が手すりを上方向に跳ね上げて乗車し,解錠・施錠ボタン を操作し,解錠するとシニアカーが利用できるようになる。 ・パーキングブレーキをOFFにしてから走行を始める。 ②走行 ・アクセルレバーを押すと加速し,離すと減速するを。ブレーキレバーを所るとブ レーキが掛かる。 ・ハンドルを手動で回して進みたい方向に向けると進行方向が変わる。内蔵のハ ンドル用モーターでシニアカーが自動でハンドルを回すことがある。 ・バックボタンを押下し,アクセルレバーを押すとバックする。 ③駐車 ・停車後パーキングボタンを押下するとパーキングブレーキがONとなる。 ーー4ュー [シニアカーの安全運転支援機能の概要〕 シニアカーの安全運転支援機能の概要を表2に示す。 表2シニアカーの安全運転支援機能の概要 シニアカーが障害物と衝突する危険を検知すると,自動的にブレーキを掛け,シ 坂道・カーブ減速機能<様能である。 ee:sa wins坂道やカーブを走行する際に安全性向上のために減速し,シニアカーの転倒を防 道路周辺の側溝又は段差,若しくはシニアカーの通行の妨げになる障害物を検 障害物回避機能知・回避し,シニアカーの転落又はシニアカーと障害物との接触を防ぐ機能であ Ds 信号補助機能信号機に接近・通過する際に利用者を支援する機能である。 ii先導する歩行者(以下,先導者という)に対し,距離を一定に保ったまま追従し SATSて走行する機能である。 これらの機能を実現するために,自車周辺の物体及び物体の動き,信号機までの 距離及び信号灯色などを認識する。また,自車位置を推定し,自車周辺の3D地図を 利用し,199ミリ秒後に到達すべき位置に到達可能な目標速度や,そのために必要な だ ハンドルの能角(以下,目標能角という)を算出し,制御に利用する。 [シニアカーのシステム構成要素〕 シニアカーの主なシステム構成を図2に,シニアカーの主なシステム構成要素の概 要を表3に示す。 ーー||物体認識部 制 GPS受信機位置推定部/人 EE し 図2シニアカーの主なシステム構成 ー5一 表3シニアカーの主なシステム構成要素の概要 | ・ステレオカメラは一つのユニットにカラーカメラが2台含まれる。それぞれのカメラの画素 数は1,200X700 BRC,1画素当たり24ビットの色情報をもつ。199ミリ秒周期で撮影し た画像を使用し,主に色情報を含んだ物体の認識に用いる。 ・LiDARは色情報をもたず,主に形状や距離に関する認識に用いる。 ・ステレオカメラ,LiDARからの情報を基に自車と周囲の物体などとの相対位置及び相対速度 物体認識部を検出し物体認識情報を作成する。物体認識情報は,3D地図作成部,及びマッピングユニ ットに109ミリ秒周期で送信する。 ・物体認識情報には,次の認識結果も含まれる。 -自車周辺の物体(歩行者,自転車,ベビーカー,ペットなど)の動きの予測 -信号機までの距離及び信号灯色 -側溝,段差,ガードレール,電柱などの位置 ・推定位置情報を3D地図作成部,及びマッピングユニットに100ミリ秒周期で送信する。 ineシニアカーの進行方向,速度,車体の傾斜(以下、これら三つを合わせてセンサー情報とい TTを計測し,3D地図作成部、マッピングユニット,及び制御部に50ミリ秒周期で送信す ・物体認識情報,推定位置情報,センサー情報,バッテリー残量を通信部経由でクラウド上の 3D地図作成システムへ送信する。 ・シニアカー停車時,クラウドから3D地図データをダウンロードする。 3D地図・3D地図上には,車道及び道路の端の位置,歩道の位置,信号の位置などが記録される。 作成部・3D地図データをマッピングユニットに1090ミリ秒周期で送信する。 ・バッッテリー監視部からバッテリー残量を受信する。 ・バッテリー残量の範囲で往復可能な道路,走行可能な場所情報(以下,走行可能場所情報と いう)を制御部及びマッピングユニットに199ミリ秒周期で送信する。 次に示すように自車の現在位置,速度,進行方向に関する情報を求めて,制御部に送信する。 ・3D地図作成部から3D地図データを受信する。 ・物体認識情報,推定位置情報,センサー情報を基に3D地図上に位置をマッピングして自車 マッピング位置情報を算出する。 ユニット・制御部から安全運転支援機能の開始を受信すると,自車位置情報,センサー情報,物体認識 情報,走行可能場所情報から,100ミリ秒後に到達すべき位置に到達可能な目標速度,その ために必要な目標能角を算出し,制御部へ送信する。 ・物体認識部から受信した情報を基に障害物と衝突する危険が高いかどうかを判定する。 MPU,RAM,フラッシュメモリ,RICなどから構成され,操能ユニット,操作ユニット,FIA プレイ部,速度制御ユニットの制御を行う。 ・目標速度と目標能角を受信するごとに,次に示す処理を行う。 制御部-目標速度及び車体の傾斜角度を速度制御ユニットに送信する。 -目標艇角を操能ユニットに送信する。 ・バッテリー監視部からバッテリー残量を受信し,ディスプレイ部へ送信する。 ・バッテリー監視部に単位時間当たりの走行距離を送信する。 ・バッテリー監視部から1 km当たりの電力消費量を受信する。 ーー6ーー 表3シニアカーの主なシステム構成要素の概要(続き) 操能・ハンドル用モーターが搭載されている。 ユニット・制御部から受信した目標能角になるように,ハンドルを制御することがある。 ・最大速度切替えスイッチ,SRA YF,バックボタン,パーキングボタン,安全運転支援 操作機能無効化ボタン,解錠・施錠ボタン,アクセルレバー,ブレーキレバーの状態を取得し, ーー制御部へ送信する。 ー・ウインカー,前照条のON/OFFが設定できる。 ・警笛を鳴らすことができる。 ・速度表示,バッテリー残量表示,前照条の状態表示がある。 ・過去に走行したルートや走行速度及びその際に消費した電力量を基に,出発時点におけるバ ディスプレッテリー残量の範囲で往復できる領域を地図上に示す。 イ部・障害物回避などが発生した場合,警報を表示する。 ・スピーカーが搭載されており,異常発生時の音声などを出力する。 ・歩行者追従機能の0N/0FF及び先導者の選択ができる。 速度制御・制御部から指示された目標速度になるように,駆動用モーターの回転量の制御,駆動用モー ユニットターのトルクの制御及びブレーキの制御を行う。 ・電波の届かない場所を少なくするために4Gと5Gのハイブリッド通信を行う。 ・シニアカーのプログラムアップデートを行う。 |通信部・3地図作成部からデータを受信し,3D地図作成システムへ送信する。 ae・30地図作成システムから受信した3D地図データを3D地図作成部へ送信する。 ・3D地図作成システムと平均ダウンロード速度199Mビットノ秒,平均アップロード速度20M ビットノ秒で通信する。 Kae|”バッテリー残量を制御部,3D地図作成部に100ミリ秒周期で送信する。 7・制御部から単位時間当たりの走行距離を受信し,1 km当たりの電力消費量を計算して制御部 監視部SS ce へ送信する。 [シニアカーの安全運転支援機能の詳細] 開発中のシニアカーの安全運転支援機能の詳細を次に説明する。 ①緊急ブレーキ機能 ・ステレオカメラで撮影した障害物を物体認識部で検出した場合,マッピングユ ニットが緊急ブレーキの要否の判定を行う。緊急ブレーキが必要と判定した場 合,制御部へ指示を出し,制御部は緊急ブレーキを掛けて停止させ,衝突被害 を軽減する。緊急ブレーキの際,音声によって利用者に警告する。 ・緊急ブレーキの判定を行う除の対象との距離は3m以内である。 ・緊急ブレーキ機能は,障害物回避機能とは独立で動作し,緊急ブレーキが優先 して作動する。 ・横断歩道を通行中は緊急ブレーキ機能と障害物回避機能は無効になる。 ーーの7—_ ②坂道・カーブ減速機能 ・シニアカーが坂道に差し掛かると,センサー及び3D地図の情報を基に坂道の勾 配を検知する。 ・シニアカーが接近するカーブの半径などの情報をセンサー及び3D地図の情報を 基に算出する。 ・下り坂での過剰な速度を防ぎ,カーブでの安定した走行をサポートする。下り 坂及びカーブ区間では,ブレーキによって速度を自動的に2 kmンプ時まで減速させ, シニアカーの安全を確保する。なお坂道やカーブを走行中は,歩行者追従機能 よりも坂道・カーブ減速機能が優先的に機能する。 ③障害物回避機能 ・LiDARによって道路上の障害物を物体認識部で検出した場合,センサー情報と合 わせマッピングユニットが障害物回避の判定を行う。障害物回避が必要と判定 した場合,制御部へ指示を出し,障害物を回避させるようにハンドルの自動制 御を行う。さらに,音声によって利用者に障害物回避を行うことを知らせる。 ・回避を行う障害物対象は半径19m以内にあって,そのまま走行すればシニアカー と接触する可能性のある場合に限る。 ・障害物回避を行うには,3D地図データがダウンロードされている状態で,DO, 物体認識部の最新の算出結果から障害物を回避できる安全な場所がある場合に 限る。 ・横断歩道を通行中は緊急ブレーキ機能と障害物回避機能は無効になる。 ④信号補助機能 ・ステレオカメラで撮影した映像を基に,マッピングユニットで自車位置の前方 に信号及び横断歩道があるかどうか判断する。 ・電球式とLED式の信号機に対応している。LED式信号機は東日本では1099Hz,西 日本では126Hzで点滅している。 ・前方に,歩行者用又は自動車用信号機が存在する場合に,音声によって利用者 に注意を促す。物体認識部によって横断歩道の手前で信号機の点灯状態を認識 し,青点灯であれば通行する。青点灯以外であれば,横断歩道の手前の安全な 位置で停止する。 ©歩行者追従機能 ・物体認識部で先導者を認識する。利用者が,ディスプレイから追従する先導者 ー8一 を選択すると,シニアカーは追従を開始する。 ・追従制御を行う際,マッピングユニットが,センサー情報から車速を把握し, 先導者との距離を一定に保つようにフィードバック制御を行う。 ・先導者の単位時間当たりの位置の変化から先導者の進行方向と速度を物体認識 部が算出し,センサー情報から現在の車速を取り出し,マッピングユニットへ 送信する。マッピングユニットはシニアカーの目標速度と目標能角を制御部へ 送信する。 ・マッピングユニットは,先導者との距離を確認して制御部に新たな目標速度を 送信する。 ・速度制御ユニットは,制御部からの指示を受け,示された速度になるように駆 動モーターを制御する。

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超小型人工衛星を用いた建設進捗状況を監視するシステムに関する次の記述を読 んで,設問に答えよ。 B社は,超小型人工衛星(以下,衛星という)を用いて,日本国内におけるダム建 設や大規模宅地造成など,建設現場の建設進捗状況を監視するシステム(LE,本 システムという)を開発している。衛星は軌道上において自律的に動作し,建設現 場の上空通過時に画像の撮影を行い,日本国内で衛星の運用を行う地上局の上空通 過時に画像データを送信する。衛星の利用によって,建設現場の状況を時系列に治 って確認しながら,周囲環境への影響も確認することができる。本システムの概要 を図1,衛星の外観を図2,本システムの構成要素の概要を表1に,それぞれ示す。 衛星太陽センサーFPホイー/ カメラ地磁気センサー磁気トルカeee ad Se MIS 、RS N 1 通信Ay 8%ey グッ 地上局建設現場ソーラーパネルTessar ose高速通信用アンテナ se cays GPS受信機 のal\ 図1本システムの概要図2衛星の外観 表1本システムの構成要素の概要 ・一辺10cmの立方体の形状であり,衛星を構成する全部品が搭載されている。 ・国際宇宙ステーションから放出され,真円軌道を7.5kmノ秒で飛行するものとする。 an・昼と夜に1回ずつ,建設現場の上空及び地上局の上空を通過する。 ・建設現場の上空通過時に,カメラを用いて建設現場の撮影を行う。 ・地上局の上空通過時に,衛星の状況を示すデータ(以下,テレメトリデータという)又は 画像データを送信することができる。 ・衛星から受信した建設現場の画像データを用いて,建設の進捗状況を監視する。 地上局・衛星から受信したテレメトリデータを分析し,衛星に不具合がないか確認する。 ・衛星に指示(以下,コマンドデータという)を送り,衛星の設定を変更する。 ・本システムで監視対象とする,上空から撮影可能な建設現場である。 衛星は,衛星自体の制御を行う衛星バスモジュールと,建設現場の撮影を行うミ ッションモジュールとで構成される。衛星の主な構成要素を図3に,衛星の主な構成 要素の概要を表2に示す。 7衛星バスモジュールvnミッションモジュール」 |CE| |t=| |地上通信|[ama||min|[電源||memete|(|カメラF—9 me|| I}ユニットLykココニットユニットユニットユニットユニット| \ニーープごニーーデーーーーーーーーーーーーーーパーーーーーヒーーーーーー/ 図3衛星の主な構成要素 表2衛星の主な構成要素の概要 vas am・衛星バスモジュール全体の管理を行う。 MEHR・ミッション制御部と双方向に通信を行うことができる。 地上通信ユニット・高速通信用アンテナ及び低速通信用アンテナを介して,地上局と通信する。 ・次の各部品を用いて衛星の姿勢を変更する。 -リアクションホイール:内蔵する円盤の回転の反作用で姿勢変更を行う。 姿勢変更ユニット-磁気トルカ:電磁石と地球磁場との作用で姿勢変更を行う。 ・リアクションホイールと磁気トルカは,3軸の回転を制御するために,各3台 搭載されている。 ・次の各センサー及び受信機からの入力を分析して,HERR,衛星の位置及び 姿勢から成る情報(以下,リアルタイム位置姿勢情報という)を生成する。 -太陽センサー:太陽の方向を検出することで衛星の姿勢角を求める。 -地球センサー:地球大気からの放射赤外線を検出することで地球に対する衛 位置検出ユニット星の姿勢を検知する。 -地磁気センサー:地磁気を検出することで方位を検知する。 -角速度センサー:衛星の回転や向きの変化を角速度として検知する。 -GPS受信機:GPS衛星からの信号を受信する。 ・衛星制御部からの要求に応じて,リアルタイム位置姿替情報を送信する。 ・次の各部品で構成され,衛星全体に電力を供給する。 -バッテリー:蓄電・給電を行う。 電源ユニット-ソーラーパネル:太陽光で発電して,バッテリーを充電する。 ・衛星制御部からの要求に応じて,衛星の消費電力,発電量,バッテリー残量及 びバッテリー温度を送信する。 情報記憶ユニット・取得したテレメトリデータなどを内蔵するストレージに保存する。 ・ミッションモジュール全体の管理を行う。 ミッション制御部・衛星制御部と双方向に通信を行うことができる。 ・定期的に衛星制御部からリアルタイム位置姿勢情報を受信する。 ・カメラを用いて地上を撮影する。 データ処理ユニットっfaaー.nue ー._・撮影した画像を非可逆圧縮して内蔵するストレージに保存する。 ・ミッション制御部からの要求に応じて,画像データを送信する。 〔衛星と地上局間の通信概要]〕 衛星と地上局間の通信は,地上局からコマンドデータを送信するアップリンク, 衛星からコマンドデータに対する応答(以下,コマンド応答データという)及びテ レメトリデータを送信する低速ダウンリンク,衛星から画像データを送信する高速 ダウンリンクによって実現される。通信速度は,アップリンク及び低速ダウンリン クが38,499ビットノ秒,高速ダウンリンクが1Mビットノ秒である。高速ダウンリン クと低速ダウンリンクの同時利用には対応しない。 衛星は24時間に2回,地上局と19分間の通信が可能な軌道上の区間(以下,通信 可能範囲という)を通過する。通信可能範囲内で通信条件が良好な5分間(以下,高 速通信範囲という)に,衛星が高速通信用アンテナを地上局に向ける姿勢を取って いる場合に限り,高速ダウンリンクを利用できる。低速ダウンリンクは,衛星の姿 勢にかかわらず利用できる。 〔衛星と地上局間の通信メッセージと通信プロトコル〕 衛星と地上局は,コネクションレス型のパケット通信方式で通信を行う。パケッ トの到達は保証されない。衛星と地上局間の通信メッセージを表3に示す。 表3衛星と地上局間の通信メッセージ ・通信可能範囲において,衛星が地上局に向けて一 _ern vcr Be方的に送信する。地上局は応答しない。 テレメトリデータ送信|住吉ダウンリンク|.画像データの送信時は,テレメトリデータの送信 を行わない。 i:au・高速通信範囲において,衛星が地上局に向けて一 ・必要な場合,衛星が通信可能範囲を飛行中に,th 上局が衛星に向けて送信する。 >RS dete er・送信後,地上局は衛星から送信されるコマンド応 アップリンク答データの受信を待つ。応答が受信できない場 合,地上局で原因を分析し,次に行う通信内容を 決定する。 ・衛星が地上局からコマンドデータを受信すると, コマンドデータの処理を試み,処理結果を地上局 Sere ae at pepe、Sasに送信する。地上局は応答しない。 コマンド応答データ送信MERI IY IF|.テレメトリデータ又は画像データの送信中の場 合,送信を一時停止し,コマンド応答データの送 信を優先する。 パケットには,エラー検出訂正符号(以下,ECCという)を付与する。ECCは対象 とするバイト列及び付与したECC自身に対して,バイト単位でエラーの検出と訂正を 行う。その際,付与したECCのバイト数の半分のバイト数まで,エラーの検出と訂正 が保証される。加えて,テレメトリデータ及び画像データの送信時は,設定によっ て同一パケットを繰返し送信することができる。パケットのフォーマットを表4に示 す。 R4パケットのフォーマット ーー・テレメトリデータ,画像データ,コマンドデータ,コマン ペッダー部 per|0|ヘッター者の先頭から19バイトに対応するECCO| _.・分割データ長で設定される4の倍数のバイト長 ・分割データに対応するECC 〔衛星の姿勢管理〕 衛星制御部は,リアルタイム位置姿勢情報,テレメトリデータ及び撮影と通信の スケジュール情報を基に,表5に示す衛星の姿勢モードのいずれかを選択する。各姿 勢モードには,充電姿勢モードの選択中を除き,表5に示す姿勢モードへの移行トリ ガーが成立すると直ちに移行する。 表5衛星の姿勢モード ・日本標準時で6時から18時の間(以下,昼間という) に建設現場手前の上空に差し掛かったことを移行トリガ ーとして,撮影姿勢モードに移行する。 ・カメラを設定された撮影方向に向ける姿勢(以下,撮影撮影 撮影姿勢モード|指定姿勢という)になるように,姿勢を変更する。V ・撮影の完了を移行トリガーとして,周回姿勢モードに移 行する。 建設現場 ・送信待ち画像が存在する場合,日本標準時で18時から 翌6時(以下,夜間という)に通信可能範囲の手前に差7 し掛かったことを移行トリガーとして,通信姿勢モード に移行する。 ・高速通信用アンテナを地上局に向ける姿勢(以下通信 通信姿勢モード|最適姿勢という)になるように,姿勢を変更する。通信 ・高速通信範囲で通信最適姿勢を取ることができている場 合に,高速ダウンリンクによる画像データの送信ができ—%—_——~ る。 ・画像データ送信の完了を移行トリガーとして,周回姿勢 モードに移行する。地上局 -バッテリー残量が一定値を下回ったことを移行トリガー ・バパッテリーの充電効率を高めるように,太陽に対する次St として,充電姿勢モードに移行する。太陽 勢を制御する。ァ 充電姿勢モード|・パバッテリー残量が一定値を超えるまでは,衛星が充電を|/' 行えない則道を飛行中の場合も含め、他の姿勢モードへ(Gr ・バッテリー残量が一定値を超えたことを移行トリガーと回転 の移行を行わない。(プ して,周回姿勢モードに移行する。 ・発電量を確保し,機体各部の温度を一定範囲内に保ちつ つ,姿勢を安定させるために,機体を回転させながら飛人 周回姿勢モード|ata.'TB| ・衛星の起動時は周回姿勢モードが選択される。|_ Xa 7回転 [各姿勢モードにおける衛星の姿勢変更〕 衛星制御部は,現在の姿勢モードとリアルタイム位置姿勢情報に基づいて,衛星 が次に取るべき姿勢(以下,目標姿勢という)を周期的に決定し,目標姿勢が前回 と異なる場合には,姿勢変更ユニットに目標姿勢への姿勢変更を指示する。 姿勢変更ユニットは,姿勢変更が完了すると,衛星制御部に姿勢変更完了を送信 する。姿勢変更完了は,指定どおりの姿勢変更が完了した場合は正淀終了とし,そ れ以外の場合は異常終了とする。姿勢変更が完了する前に,新たな姿勢変更が指示 された場合は,現在の姿勢変更を異常終了として即時中止し,新たに指示された姿 勢変更を開始する。 姿勢モードの移行及び姿勢変更の結果はテレメトリデータとして保存する。 [建設現場の撮影 ミッション制御部には,撮影位置及び撮影指定姿勢を示すデータ(以下,撮影設 定という)が保存されている。衛星制御部は,ミッション制御部から撮影設定を受 信し,衛星は次の3ステップで建設現場を自律的に撮影する。 ©衛星制御部は,昼間に建設現場手前の上空に差し掛かると,撮影姿勢モードに 移行し,撮影指定姿勢を姿勢変更ユニットに送信する。衛星制御部は,姿勢変更 ユニットから姿勢変更完了を受信すると,正常終了か異常終了かにかかわらず, ミッション制御部に姿勢変更完了を送信する。 ②ミッション制御部は,衛星の姿勢変更が正常終了したら,撮影位置と衛星制御 部から定期的に送信されるリアルタイム位置姿勢情報とを比較し,撮影位置に到 達すると,カメラユニットを用いて画像1枚の撮影を行う。 ③カメラユニットは撮影した画像データをデータ処理ユニットに送信する。デー タ処理ユニットは,ストレージ内の画像データを削除したのち,今回撮影した画 像データを圧縮してストレージに保存する。保存が完了すると,ミッション制御 部に画像保存完了を送信し,ミッション制御部は衛星制御部に撮影完了を送信す _る。衛星制御部は周回姿勢モードに移行する。 撮影対象とする建設現場を変更したい場合,地上局は新たな撮影設定をコマンド データとして衛星に送信することで,衛星に保存された撮影設定を更新できる。 [画像データの送信〕 衛星は,次の3ステップで撮影した画像を自律的に地上局に送信する。 ①衛星制御部は,夜間に通信可能範囲に接近すると,ミッション制御部に送信待 ち画像確認要求を送信する。ミッション制御部は,データ処理ユニットから得ら れた送信待ち画像有無情報を衛星制御部に応答する。送信待ち画像が存在する場 ー19一 合,衛星制御部は通信姿勢モードに移行し,通信最適姿勢を姿勢変更ユニットに 送信する。姿勢変更ユニットは,姿勢変更が完了すると,姿勢変更完了を衛星制 御部に送信する。 ②衛星の姿勢変更が正常終了し,衛星が高速通信範囲に到達すると,衛星制御部 は,画像データの先頭から,指定した容量ごとに分割した画像データ(以下,画 像ブロックという)をミッション制御部に順次要求する。ミッション制御部はデ ータ処理ユニットから画像ブロックを受信し,衛星制御部に送信する。衛星制御 部は,順次,地上通信ユニットに各画像ブロックに対応するパケットの送信を要 求する。 ③全画像ブロックの送信が完了すると,衛星制御部はミッション制御部に画像送 信完了を送信し,ミッション制御部は送信が完了した画像データをデータ処理ユ ニットから削除する。画像データの送信途中で高速通信範囲の終端に到達した場 合,衛星制御部は以降の画像ブロックの送信を取りやめる。衛星制御部は周回次 勢モードに移行する。 [衛星制御部のソフトウェア更新] 衛星は,地上局との通信によって,軌道上での衛星制御部のソフトウェア更新 (Over The Air以下,OTAという)を実現する機能をもつ。 衛星制御部のソフトウェア構成] 衛星制御部では,リアルタイムOSを使用する。衛星制御部の主なタスク構成を図 4に,衛星制御部の主なタスクの処理概要を表6に,それぞれ示す。 cee eS 注記実線の矢印は,メールボックスを使用したタスク間のメッセージ通信の方向を示す。 図4衛星制御部の主なタスク構成 ー2一 表6衛星制御部の主なタスクの処理概要 ・各タスクからの情報及び要求を調停して,衛星の状態を管理する。 ・姿勢モード変更の要求を一括管理し,姿勢管理タスクに通知する。 -起動時に,周回姿勢モード要求を通知する。 -撮影前に撮影姿勢モード要求を通知し,撮影完了後に周回姿勢モード要求を通知する。 -地上局への画像データ送信前に通信姿勢モード要求を通知し,送信完了後に周回姿勢モー ド要求を通知する。 yay-(2)バッテリー残量低下の通知を受けると,充電姿勢モード要求を通知する。 -パッテリー残量回復の通知を受けると,| 』|要求を通知する。 ・次のように地上通信タスクに通信の開始及び停止を通知する。 -夜間に通信可能範囲に入ると,通信開始及びテレメトリ送信開始を通知する。 -夜間に高速通信範囲に入ると,|b ],及び画像送信開始を通知する。 -夜間に高速通信範囲から出ると,画像送信停止及び| c|を通知する。 -夜間に通信可能範囲から出ると,テレメトリ送信停止及び通信停止を通知する。 ・姿勢管理タスクから受けた撮影用の姿勢変更完了を,ミッションタスクに通知する。 ・バッテリー残量が一定値まで回復すると,メインタスクにバッテリー残量回復を通知する。 ・各タスクからのリアルタイム位置姿勢情報要求に応答する。 ・メインタスクから受けた姿勢モード要求を次のように調停し,姿勢モードを選択する。 -充電姿勢モード要求を受けると充電姿勢モードを選択し,| 。 ]要求を受けるまで, 他の姿勢モード要求を無視する。 amg|電姿勢モード終了要求を受けると,周回姿勢モードを選択する。 -周回姿勢モード要求,撮影姿勢モード要求,及び通信姿勢モード要求を受けると,要求さ れた姿勢モードを選択する。 ・現在の姿勢モードに対応する| d』|を決定して,姿勢変更ユニットに送信する。 ・姿勢変更ユニットから受信した姿勢変更完了をメインタスクに通知する。 ・テレメトリ送信開始を受けると,地上通信ユニットを介してテレメトリデータを順次送信す Boテレメトリ送信停止又は通信停止を受けると,送信を停止する。 "画像送信開始を受けると,画像データの分割範囲を指定して,順次ミッションタスク(画像 ブロック要求を通知し,地上通信ユニットを介して送信する。画像送信停止又は通信停止 受けると,現在送信中のパケットを最後に,画像データの送信を停止する。 地上通信・地上通信ユニットが受信した,OTAに関連するコマンドデータ(以下,0OTAコマンドという) をOTA処理タスクに通知し,その他のコマンドデータを地上コマンドタスクに通知する。 ・コマンド応答データ送信要求を受けると,他のパケット送信を一時停止し,地上通信ユニッ トにコマンド応答データの送信を要求する。 ・通信停止を受けると,現在送信中のパケットを最後に,送信を停止する。 ・(イ)0TAコマンド受信時に,建設進捗状況の監視が阻害されないようにする調停を行う。 ・コマンドデータに対応する処理を行い,コマンド応答データ送信要求を地上通信タスクに通 ンド知する。通知したら,送信完了まで待機する。 る。通知したら,送信完了まで待機する。 ・ミッション制御部との通信を行う。 ・取得したミッションモジュールの状態情報を情報記憶ユニットに保存する。 ミッショ|・定期的にリアルタイム位置姿勢情報をミッション制御部に送信する。 ン‘Ce|の通知及び撮影中止の通知をミッション制御部に送信する。 ・ミッション制御部から受信した撮影売了をメインタスクに通知する。 ・画像ブロック要求を受けると,画像ブロックを地上通信タスクに通知する。