エンベデッドシステムスペシャリスト 2017年 午後1 問03

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 通信可能な距離を前後合わせて8センチメートルではなく、4センチメートルとして計算しないようにします。
• 通信可能時間の80ミリ秒から、領域に入ったことの検知時間と通信準備時間の合計20ミリ秒を差し引きます。
• 400kビット／秒をそのままデータ量に換算せず、16バイトを200ビットで通信するという条件も反映します。
• ビットをバイトに換算するだけでなく、与えられた16バイトと200ビットの比率を使います。

FAQ

解答の導き方

1. 図5では、配送車1が分岐部に近づく手前に通信点2があります。通信点2から分岐部の中央までは0.5メートルです。配送車1は配送時に1メートル／秒で走行し、加速・減速の大きさは1メートル／秒${}^2$です。
   1メートル／秒で走行している配送車が減速して停止するまでの時間は1秒、移動距離は0.5メートルです。したがって、通信点2で分岐部への接近を検知して減速を始めれば、分岐部の中央で停止できます。よって、[a]は通信点2、[b]は減速制御です。
2. 配送車1は、減速を開始してから1秒後に分岐部の中央で停止します。分岐部はそこから2秒掛けて昇降路側へ移動し、配送車1が昇降路へ進んだ後、メイン回廊側へ戻ります。問題文にあるとおり、通信点での通信時間を無視すると、この一連の処理には合計6秒掛かります。したがって、[c]は中央です。
3. 配送車2は通信点1におり、配送車1のいる通信点2から5メートル後方にいます。配送車2が1メートル／秒のまま走行すると、通信点2まで5秒で進みます。配送車1の分岐部通過と復帰には6秒掛かるため、配送車2がそのまま進めば、分岐部がメイン回廊側へ戻る前に到着してしまいます。
4. そこで、配送車2には通信点1で速度を落とす指示を出します。本文では、停止状態からの発進は消費電力が特に大きいと説明されています。分岐部が戻るまで待たせるために停止させるのではなく、走行を続けながら速度を落とすのが適切です。よって、[d]は減速です。

誤りやすいポイント

• 配送車1が停止する位置を、分岐部の手前と考えないようにします。図5の分岐部にある通信点Yの位置が分岐部の中央です。
• 配送車1の減速に必要な時間と、分岐部が移動する時間を混同しないようにします。減速開始から中央で停止するまでに1秒掛かり、その後に分岐部の移動などが続きます。
• 配送車2を停止させるのではなく、速度を落とします。停止と発進を行うと消費電力が大きくなるためです。
• 配送車2の到着時間は、配送車1との距離5メートルを速度1メートル／秒で進む時間として考えます。分岐部の処理時間6秒より到着が早いため、減速が必要です。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 駆動電流の位相関係と周波数の役割を混同しないようにします。本文では、回転方向は位相関係で、回転数は周波数で決まると説明されています。
• 周波数を高くするのではなく、減速のために低くします。
• 分岐部で停止する必要があるからといって、接近時に急に停止させる制御ではありません。問われているのは、接近しながら段階的に減速する方法です。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 位相関係と周波数の役割を取り違えないようにします。位相関係は回転方向、周波数は回転数を決めます。
• 周波数を変えるだけでは、モータの回転方向は反転しません。
• 発進時に周波数を一気に高くするのではなく、徐々に高くして加速させます。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• ポートの並びをセンサ2、センサ1の順にしてしまう誤りです。図2での接続に従い、ポート1、ポート2の順に判断します。
• センサの検知範囲が重なる位置Lでは、片方だけが反応すると誤解しやすいです。LEDが両方の範囲内にあるため、両方が1になります。
• 位置Nで「前方に配送車がいない」と判断するのは誤りです。0, 0が示すのは、LEDが両方の検知範囲外にあることです。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• （a）を車載センサの役割と混同しないようにします。設問はセンサ情報以外を指定しており、配送車の位置を把握・管理する主体に着目します。
• （b）は「速度を落とすこと」そのものを目的と考えないようにします。問題文では、速度を落として停止と発進の頻度を抑えることが目的につながっています。
• 速度が低いほど移動距離当たりの消費電力が小さい、と判断しないようにします。問題文には、速度にかかわらず一定とあります。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 1台目が配送路に入った後は、分岐部を下側のままにしておけばよいと考えることです。下側のままでは、メイン回廊から来た2台目は配送路につながらない上側の帯に乗ることになり、配送路へ入れません。
• 1台目に退出予定がある場合の制御と、退出予定がない場合の制御を混同することです。退出予定がある場合は1台目の退出を待てますが、退出予定がない場合は分岐部を先に切り替えておく必要があります。
• 2台目が分岐部に到着してから切替えればよいと考えることです。求められている制御は、2台目の接近前に行うものです。

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解答の導き方

1. 設問では、混雑のために配送車が通信点以外で停止すると、サーバと通信できなくなる状況を考えます。つまり、その場所ではサーバから次の指示を受けられないため、配送車自身が動作を決める必要があります。
2. 配送車には「進行方向の配送車との距離を検知するためのセンサ」があります。このセンサの情報を使えば、前方の配送車との距離に応じて走行を調整できます。
3. したがって、サーバとの通信ができない間は、センサで前方の配送車との距離を確認しながら、その車に合わせて走行します。これが、前方の配送車に追従して移動する制御です。

誤りやすいポイント

• 通信点以外ではサーバと通信できないため、サーバから逐次指示を受ける前提で考えないようにします。
• 配送車には前方の配送車との距離を検知するセンサがあります。ここでは、その情報を用いた配送車側の制御がポイントです。
• 前方の配送車を検知したら直ちに停止すると考えるのではなく、距離に応じて追従して移動する制御として捉えます。

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