エンベデッドシステムスペシャリスト 2023年 午後1 問02

解答の導き方

1. 表1には、映像データが「2,000×1,000画素、1画素当たりのデータ長は24ビット、30フレーム／秒」とあります。まず、1フレーム分のデータ量を求めます。
   $2,000\times 1,000\times 24=48,000,000$ビット
   1バイトは8ビットなので、これは$48,000,000÷8=6,000,000$バイト、すなわち6Mバイトです。
2. 1秒間に30フレーム撮影するため、1秒間に撮影するデータ量は次のとおりです。
   $6\times 30=180$Mバイト／秒
3. 問題文では、$1$Gバイトは$1,000$Mバイトとされています。したがって、1Gバイト分を撮影するのにかかる時間は、
   $1,000÷180=5.555\dots$秒
   です。小数第2位を四捨五入して小数第1位まで求めると、5.6秒になります。

誤りやすいポイント

• 画素数だけで計算せず、1画素当たりのデータ長である24ビットも掛けます。
• 1秒間のデータ量を求めるときは、1フレーム分のデータ量に30フレーム／秒を掛けます。
• 1バイトは8ビットです。ビットからバイトへの換算を忘れると、答えが8倍ずれます。
• 表1にある5Mビット／秒は、圧縮した映像データの転送速度です。この設問では、画素数・1画素当たりのデータ長・フレーム数から撮影データ量を求めるため、この転送速度は計算に使いません。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 2台分として単純に2倍する：設問の3時間は、2台から受信した映像データを合わせた時間です。各ドローンがそれぞれ3時間撮影する条件ではありません。
• 画素数から未圧縮のデータ量を計算する：問題文には圧縮映像の転送速度が示されています。保存対象は受信した圧縮映像データなので、この転送速度を使います。
• MビットをMバイトに換算し忘れる：MビットをMバイトにするには8で割ります。その後、MバイトからGバイトにするには1,000で割ります。
• 端数を四捨五入する：指定は小数第2位の切上げです。6.75Gバイトは小数第1位まで切り上げます。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 「訓練準備」と「訓練開始」を混同しないようにします。準備の段階ではドローンを訓練開始位置へ移動させ、準備完了をタブレットへ通知します。
• ドローンの到達確認に使うのは、飛行ルートそのものではなく、ドローンから送信される現在の位置情報です。その情報を含むメッセージが「ドローン情報」です。
• 平均速度は直近5秒間のデータから算出するため、訓練開始直後にはまだ算出できません。直後から平均速度を使うと考えないようにします。
• 音声の送信先は全てのウォッチではありません。メッセージに含まれる選手IDで対象を特定し、その選手のウォッチへ送信します。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 先頭ドローンが訓練終了位置に到達したことを、訓練全体の終了と取り違えないようにします。訓練全体の終了は、“訓練終了”の送信・受信によって判断します。
• “訓練終了”を受信するまでの動作は、ホバリングだけでなく撮影の継続も含みます。ドローンが撮影を完了するのは、“訓練終了”を受信したときです。
• 通信できなくなったときに、飛行ルートを新たに推測する必要はありません。ドローンがあらかじめ保持したルートを使い、速度には最後に受信した値を使います。
• 「その場で停止する」とだけ答えると、撮影を続ける点や、飛行計画を受信できない場合の具体的な飛行方法が不足します。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 訓練の開始時に選手タスクへ訓練開始を通知する処理と、訓練中に繰り返し行う処理を混同しないようにします。(a)で問われているのは、訓練タスクの処理概要にある訓練中の通知です。
• 「選手分析送信指示」は全ての選手タスクに１秒ごとに通知されます。一方、「音声送信指示」はタブレットから音声を受信したときに、該当する選手タスクへ通知されます。
• (b)の300mは、先頭ドローンと後続ドローンの通過目標どうしの、飛行ルート上の間隔です。
• (c)は訓練開始から経過した時間を示します。訓練終了条件にある「全選手がゴール地点に到達する」場合とは別の条件です。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 「選手情報」を受信するたびに、区間順位やペース差異を算出すると考えないようにします。分析の契機は、位置情報から区間の通過を判断したときです。
• 位置情報を受信したことと、1区間分を走り切ったことは同じではありません。区間の境界を通過したかどうかを判断する必要があります。
• 区間順位やペース差異の算出が終わっただけでは、個人分析結果は完成していません。走行フォームの変化も含めた結果なので、フォーム分析の結果を受け取る必要があります。
• 選手分析送信指示は、分析結果を完成させる指示ではなく、履歴にある未送信の結果を確認して送信するための指示です。

FAQ

解答の導き方

1. 表4では、選手ごとに「選手」タスクが起動されます。図2でも、「選手」タスクは複数あり、それらが「フォーム」タスクとつながっていることが分かります。つまり、複数の選手タスクがフォーム分析を依頼する構成です。
2. 一方、表3の「フォーム分析ユニット」は、選手ごとに1区間分のフォーム計測情報を使って分析する構成要素です。表4では、選手タスクからフォーム分析指示を受けたフォームタスクが、必要な情報を取得してフォーム分析ユニットに書き込み、分析結果を選手タスクに返します。
3. このようにフォームタスクを介するのは、複数の選手タスクが同じフォーム分析ユニットを利用する際、その利用を調整するためです。フォームタスクが分析ユニットへのアクセスをまとめて扱うことから、目的はフォーム分析ユニットという共有資源を管理することだと分かります。

誤りやすいポイント

• フォームタスクの目的を「走行フォームを分析すること」とだけ捉えないようにしましょう。分析そのものはフォーム分析ユニットが行い、フォームタスクは必要な情報の受渡しや分析結果の通知を担います。
• 選手タスクごとにフォーム分析ユニットがあると誤解しないようにしましょう。図2では、複数の選手タスクが一つのフォームタスクを介して処理を依頼する構成です。
• 「タスク間の通信を行うため」だけでは、フォームタスクを設ける目的として不十分です。着目すべきなのは、複数のタスクが利用するフォーム分析ユニットを調整する点です。

FAQ

解答の導き方

1. この設問では、注視選手がいる場合といない場合で、後続ドローンにどの飛行指示を送るかを考えます。注視選手がいる場合は、クローズアップ撮影のために「アップ飛行計画」を送ります。
2. もともとの訓練システムでは、後続ドローンは先頭ドローンの通過目標から飛行ルート上で300mの間隔を保つ位置を通過目標として、通常の「飛行計画」を受け取ります。したがって、クローズアップ撮影の対象がいない場合も、後続ドローンはこの通常の飛行を続ける必要があります。
3. 表5にも、注視選手がいなくなったときはアップ撮影を解除し、その後は「“飛行計画”を生成して後続ドローンに送信する」とあります。よって、空欄には通常の「飛行計画」を送信する内容が入ります。

誤りやすいポイント

• 注視選手がいない場合に、後続ドローンへの送信を何もしないと考えないようにします。後続ドローンは、通常の飛行位置を維持するために飛行計画を受け取る必要があります。
• 「アップ飛行計画」と通常の「飛行計画」を混同しないようにします。前者はクローズアップ撮影用、後者は通常の飛行用です。
• アップ撮影の解除は、通常の飛行計画を送ることと別の処理です。表5では、注視選手のリストが空になったときに解除を通知し、その後に通常の飛行計画へ戻る流れになっています。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• クローズアップ撮影を行うためだけの情報共有だと考えないようにします。重要なのは、後続ドローンの飛行計画を先頭ドローンの計画と連動させることです。
• 後続ドローンの目標位置を設定するだけでなく、両ドローンの安全な間隔を保つという目的まで考えます。
• 「撮影範囲を広げるため」など、映像の品質に関する理由と混同しないようにします。

FAQ

解答の導き方

1. クローズアップ撮影では、注視選手の中からクローズアップ選手を決め、その選手を撮影するための「アップ飛行計画」を作成します。したがって、後続ドローンの通過目標は、クローズアップ選手の位置を基準に決まります。
2. 通過目標は、先頭ドローンの場合と同様に、選手が5秒後に到達すると推定される位置を基に設定します。そのため、同じ選手を撮影し続けている間は、選手の走行に伴って通過目標も順に変化します。
3. 一方、撮影対象が別の選手に切り替わると、その選手の位置を基に通過目標を設定し直します。選手同士の位置が離れていれば、前回の設定値から大きく変わる可能性があります。よって、通過目標が大きく変化するのは、クローズアップ選手が変わった場合です。

誤りやすいポイント

• 選手が走れば通過目標も変わりますが、走行に伴う通常の変化と、撮影対象の切替えによる大きな変化を区別しましょう。
• 注視選手が増減すること自体ではなく、クローズアップ撮影の対象となる選手が別の選手に切り替わることがポイントです。
• 「後続ドローンの通過目標」はドローンの現在位置ではなく、撮影対象の選手の位置を基に設定されます。

FAQ

解答の導き方

1. まず、どのタスクがクローズアップ対象を決めているかを確認します。表5では、「訓練タスク」が選手タスクから注視選手検知を受けると注視選手のリストを作り、その中からクローズアップ選手を決定します。したがって、撮影対象の選び方を変えるタスクは「訓練タスク」です。
2. 次に、後続ドローンが撮影を始めるまでの流れを考えます。訓練タスクは、決定したクローズアップ選手を撮影するための飛行計画を後続ドローンタスクに通知します。後続ドローンタスクは、その情報などを基に「アップ飛行計画」を生成して後続ドローンに送信します。
3. 複数の注視選手がいる場合は、体調不良の度合いが最も高そうな選手がクローズアップ選手になります。注視選手の追加や状態の変化によって選ばれる選手が頻繁に入れ替わると、後続ドローンに送る飛行計画の目標も変わります。その結果、ドローンが撮影対象に向かっている途中で目標が切り替わり、クローズアップ撮影を始められないことがあります。
4. そのため、「訓練タスク」で一度決めたクローズアップ選手を一定時間維持し、撮影対象が頻繁に切り替わらないようにします。変更内容は、一度決定したクローズアップ選手を一定時間変更しないことです。

誤りやすいポイント

• クローズアップ撮影を実行するのはドローンですが、撮影対象を決定しているのは「訓練タスク」です。対象選択の変更なので、ドローンのタスクを答えないようにします。
• 注視選手のリストを作る処理だけに注目すると、対象が頻繁に変わる問題を見落としがちです。クローズアップ選手の決定後、飛行計画が後続ドローンへ送られる流れまで考えます。
• 特定の選手を永久に固定するのではなく、撮影が始まるまで対象を安定させるため、変更しない期間を設ける考え方です。

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