携帯・装着型機器の制御設計
携帯・装着型機器の制御設計では,人や動物の身体に取り付けた機器がセンサの値に基づいて状態を判定し,機能を切り替える仕組みを考える必要がある。電池で動くため消費電力を抑えることも前提となり,割込みやタスク間の通知によって処理を連携させることが設計の要点になる。
状態判定と遷移の設計
PAスーツは,角度センサなどの値に基づいて,持上げ状態を含む複数の状態を遷移させる。 状態遷移の条件に必要な判定材料を欠くと,意図しない動作で状態が変わってしまう。座った姿勢で椅子の肘掛けに両手を置き,立ち上がろうとした場合に持上げ状態へ誤って移ることが,その典型である。
そのため,状態遷移の条件に別の判定材料を加えて,持上げの意図を区別する設計が必要になる。作業者の負荷を量る材料として,足裏荷重センサを備えた靴を追加し,その信号を制御部のシリアルI/Fで取り込む構成が示されている。 同様に,筋肉への負荷を計測するセンサを加えると,作業者の状態をより細かく判定できる。
自動追従機能は,操作表示部のボタンの操作によって有効と無効を切り替える。 機能の有効と無効が切り替わるため,遷移の判定を機能の状態に応じて分けて考える必要が生じる。過負荷やふらつき動作に対する安全対策も,危険状態の判定条件を明確にしてから組み込むことが求められる。
判断の基準と処理時間
割込みが発生してから動作が完了するまでの時間は,連鎖するタスクの実行時間の合計で求める。複数の経路があるときは,最も時間のかかる経路の合計を最大の処理時間とする。 処理時間が0とみなせる処理は合計に含めない点も,計算の前提として確認しておく必要がある。
タスク間で情報を伝える際は,通知を送るタスクと受け取るタスク,そして通知に含まれる情報を対応させて読み取る。 この対応が分かると,どの処理が先に実行されるかを時系列で追える。
スーツケースの段差検出では,段差が現れてから停止するまでの距離を求める問題が出ている。移動距離は,移動速度に停止を判断するまでの時間を掛けた距離と,停止するまでに進む距離を足して求める。 答えを整数で求めるときは,指定された桁で切り上げる点に注意する。
この節の続き
- 実際の場面
- 試験で問われやすい区別
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