JP2018056890A - Automatic learning device, method, program, automatic learning system, and automatic monitor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic learning device, method, program, automatic learning system, and automatic monitor device that automatically learn a state of an apparatus to be controlled, by controlling the apparatus before observing a variation caused by the control.SOLUTION: An automatic learning device 10 for automatically learning a state of a remotely controllable apparatus comprises: a command transmission unit 18 for transmitting a control command for controlling a target apparatus into a specific state; a monitor unit 20 for monitoring at least a state of the target apparatus after transmitting the control command before acquiring monitor data as a result of the monitoring; and a learning unit 26 for performing learning on the state of the target apparatus on the basis of an apparatus state label showing the specific state of the target apparatus and the acquired monitor data associated with the apparatus state label, to create an apparatus state recognition model for giving a state of the target apparatus as output when receiving input of monitor data.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、遠隔で制御可能な機器の状態を自動で学習する自動学習装置、方法、プログラム、自動学習システムおよび自動モニタ装置に関する。   The present invention relates to an automatic learning apparatus, method, program, automatic learning system, and automatic monitoring apparatus that automatically learn the state of a remotely controllable device.

近年、宅内におけるIoT(Internet of Things)に注目が集まっている。例えば、遠隔で宅内のエアコンをONにする機器に対する遠隔制御が実用化されている。しかしながら、IoTはECHONET LiteやAllJoyn等の特定プロトコルに対応した機器が必要であるため、一般家庭への普及は遅く、現在は利用が限られている。一方で、すでに普及している宅内で一般的な遠隔制御装置は赤外線リモコンである。赤外線リモコンは、テレビ、エアコン、扇風機、シーリングライト等の幅広い機器で利用されており、IoTの流れに乗って宅内のみならず、宅外から遠隔操作可能な赤外線リモコンを用いた制御が行われている。しかしながら、赤外線リモコンは、IoTと異なり、一方通行で制御するため、宅外からでは実際に制御が適用されたか、機器の状態を判定ができない。   In recent years, attention has been focused on Internet of Things (IoT) in the home. For example, remote control for a device that remotely turns on an air conditioner in a home has been put into practical use. However, since IoT requires a device compatible with a specific protocol such as ECHONET Lite and AllJoyn, it is not widely used in general households and is currently limited in use. On the other hand, an infrared remote controller is a common remote control device in a house that has already been widely used. Infrared remote controls are used in a wide range of devices such as televisions, air conditioners, fans, ceiling lights, etc., and control is performed using infrared remote controllers that can be remotely operated not only from within the house but also from outside the house on the flow of IoT. Yes. However, unlike the IoT, the infrared remote control is controlled by one-way traffic, so it cannot be determined whether the control is actually applied from outside the house or the state of the device.

この制御対象の機器の状態を取得するために、消費電力で動作を確認できるよう、例えば各機器に取り付けた電力計やブレーカーでの電力の測定が行われている。その一方で、本来これらの機器は宅内からの操作が想定されており、視覚的、聴覚的に人から機器の状態がわかるように設計されていることが多い。そこで、宅外からも、カメラ画像を用いて視覚的、聴覚的に機器の状態を確認することも有効である。   In order to acquire the state of the device to be controlled, for example, power is measured with a wattmeter or breaker attached to each device so that the operation can be confirmed with the power consumption. On the other hand, these devices are supposed to be operated from home, and are often designed so that the state of the device can be visually and audibly recognized by humans. Therefore, it is also effective to check the state of the device visually and auditorily from outside the house using the camera image.

特に画像認識では、近年高性能な計算能力を活用した深層学習(Deep Learning)が注目を集めており、機器の状態の高度な認識(非特許文献1)が可能となっている。この深層学習に基づく画像認識は、従来の手動の設計による特徴点に基づいた認識技術と異なり、特徴を自動的に抽出するが、その学習のために大量のサンプル画像が必要となる。   In particular, in image recognition, deep learning utilizing high-performance computing capability has attracted attention in recent years, and advanced recognition of the state of a device (Non-Patent Document 1) is possible. The image recognition based on this deep learning is different from the recognition technique based on the feature points based on the conventional manual design, and features are automatically extracted. However, a large amount of sample images are required for the learning.

また、一つの画像から、複数の機器を認識するには、深層学習の一種であるFast R−CNN(Region with Convolutional Neural Networks)(非特許文献2)が一般的に用いられている。しかし、これも画像のどの部分に何が映っているかについて、機器の位置と機器状態のラベル付けがされた大量の学習用サンプル画像が必要となる。   In order to recognize a plurality of devices from one image, Fast R-CNN (Region with Convolutional Neural Networks) (Non-Patent Document 2), which is a kind of deep learning, is generally used. However, this also requires a large amount of learning sample images in which the position of the device and the device state are labeled as to what part of the image is reflected.

Krizhevsky, Alex, Ilya Sutskever, and Geoffrey E. Hinton. "Imagenet classification with deep convolutional neural networks." Advances in neural information processing systems. 2012.Krizhevsky, Alex, Ilya Sutskever, and Geoffrey E. Hinton. "Imagenet classification with deep convolutional neural networks." Advances in neural information processing systems. 2012. Girshick, Ross. "Fast r-cnn." Proceedings of the IEEE International Conference on Computer Vision. 2015.Girshick, Ross. "Fast r-cnn." Proceedings of the IEEE International Conference on Computer Vision. 2015.

画像から制御した機器の状態を判別しようとする場合、事前に学習用のサンプル画像を用意して学習することが必要である。また、制御対象の機器がどれであるかという、対象の識別も課題となる。例えば、電灯と指定した場合、どの電灯であるかが認識できる必要があり、制御側で指定した機器と、実際に画像から認識された機器の一致が必要となる。   In order to determine the state of a controlled device from an image, it is necessary to prepare and learn a sample image for learning in advance. Further, identification of the target, which is the device to be controlled, is also an issue. For example, when it is designated as an electric light, it is necessary to be able to recognize which electric light it is, and it is necessary to match the equipment designated on the control side with the equipment actually recognized from the image.

このため、今までの方式では、事前に撮影された画像を人手でラベル付けして学習するという作業が必要であった。また、一般的な機器の状態が判別できた場合でも、画像内に複数の同種の機器があった場合、制御対象がいずれであるか判別できないため汎用化できず、各環境において制御対象の機器と、事前に画像から認識される機器を手動でマッピングする必要があった。   For this reason, according to the conventional methods, it has been necessary to manually label and learn images taken in advance. Even if the state of a general device can be determined, if there are multiple devices of the same type in the image, it cannot be determined which is the control target and cannot be generalized. It was necessary to manually map the devices recognized from the images in advance.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、機器を制御し、それによって生じる変化を観測することで、制御対象の機器の状態を自動的に学習する自動学習装置、方法、プログラム、自動学習システムおよび自動モニタ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an automatic learning device, method, which automatically learns the state of a controlled device by controlling the device and observing changes caused thereby, An object is to provide a program, an automatic learning system, and an automatic monitoring device.

(1)上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の自動学習装置は、遠隔で制御可能な機器の状態を自動で学習する自動学習装置であって、対象機器を特定の状態に制御する制御コマンドを送信するコマンド送信部と、少なくとも前記制御コマンドを送信した後の前記対象機器の状態をモニタし、前記モニタの結果としてモニタデータを取得するモニタ部と、前記対象機器の特定の状態を示す機器状態ラベルおよび前記機器状態ラベルに対応付けられた前記取得されたモニタデータに基づいて前記対象機器の状態に対する学習を行い、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与える機器状態認識モデルを生成する学習部と、を備えることを特徴とする。   (1) In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures. That is, the automatic learning device of the present invention is an automatic learning device that automatically learns the state of a remotely controllable device, and includes a command transmission unit that transmits a control command for controlling the target device to a specific state, and at least Monitors the status of the target device after transmitting the control command, and obtains monitor data as a result of the monitoring; corresponds to a device status label indicating a specific status of the target device and the device status label A learning unit that performs learning on the state of the target device based on the acquired monitor data attached, and generates a device state recognition model that outputs the state of the target device as an output when the monitor data is input. It is characterized by providing.

このように、対象機器を特定の状態に制御しモニタして自動で集めたデータを用いることで、モニタデータが示す機器の状態を認識する機器状態認識モデルを、自動的に生成できる。そのため、学習のためのサンプルデータを手動で用意する手間を省ける。また、生成した機器状態認識モデルに基づいて的確な機器制御が可能になる。   In this way, by using the data automatically collected by controlling and monitoring the target device in a specific state, a device state recognition model for recognizing the state of the device indicated by the monitor data can be automatically generated. Therefore, the labor of manually preparing sample data for learning can be saved. Also, accurate device control is possible based on the generated device state recognition model.

(2)また、本発明の自動学習装置は、前記機器状態認識モデルを評価するモデル評価部をさらに備え、前記モデル評価部は、前記取得したモニタデータの一部をテストデータとして用い、前記機器状態認識モデルが前記テストデータを正しく認識できるか否かの評価を行い、前記評価の結果得られる正解率が所定値に達するまで前記機器状態認識モデルの生成を繰り返し行わせることを特徴とする。   (2) Moreover, the automatic learning device of the present invention further includes a model evaluation unit that evaluates the device state recognition model, and the model evaluation unit uses a part of the acquired monitor data as test data. Whether or not the state recognition model can correctly recognize the test data is evaluated, and generation of the device state recognition model is repeatedly performed until a correct answer rate obtained as a result of the evaluation reaches a predetermined value.

これにより、正確な機器状態認識モデルの生成でき、生成された機器状態認識モデルに基づいて、さらに的確な機器制御が可能になる。   Accordingly, an accurate device state recognition model can be generated, and more accurate device control can be performed based on the generated device state recognition model.

(3)また、本発明の自動学習装置において、前記学習部は、前記特定の状態のモニタデータから類似度の高いモニタデータを代表のモニタデータとして選出し、前記代表のモニタデータを学習対象として前記機器状態認識モデルを生成することを特徴とする。   (3) In the automatic learning device of the present invention, the learning unit selects monitor data having high similarity from the monitor data in the specific state as representative monitor data, and uses the representative monitor data as a learning target. The apparatus state recognition model is generated.

これにより、制御が失敗したときに例外的に混ざってしまった異なる状態を示すモニタデータを除くことができる。よって、学習対象のデータが学習精度の低下の原因の1つであるノイズとなるデータを含まないこととなり、精度の高い学習と機器状態認識モデルの生成をすることができる。   Thereby, it is possible to remove monitor data indicating different states that are exceptionally mixed when control fails. Therefore, the learning target data does not include data that causes noise, which is one of the causes of a decrease in learning accuracy, so that highly accurate learning and a device state recognition model can be generated.

(4)また、本発明の自動学習装置において、前記モニタ部は、カメラを備え、前記取得されるモニタデータとして画像データを取得することを特徴とする。これにより、制御コマンドの送信により外観上の変化が起こる機器の機器状態認識モデルを生成できる。   (4) In the automatic learning device of the present invention, the monitor unit includes a camera, and acquires image data as the acquired monitor data. As a result, it is possible to generate a device state recognition model of a device in which a change in appearance occurs due to transmission of a control command.

(5)また、本発明の自動学習装置は、取得されたモニタデータのうち、対応付けられた前記機器状態ラベルが異なるモニタデータの差分から機器の位置を抽出する位置抽出部を備えることを特徴とする。これにより、機器の位置を含めた機器の状態を学習することができる。また、複数の同種の機器が存在する場合にも、それらの機器を位置で区別できる。   (5) Moreover, the automatic learning device of the present invention includes a position extraction unit that extracts a position of a device from a difference between monitor data with different device state labels associated with each other in the acquired monitor data. And Thereby, the state of the device including the position of the device can be learned. Further, even when there are a plurality of similar devices, these devices can be distinguished by their positions.

(6)また、本発明の自動学習装置において、前記モニタ部は、マイクを備え、前記取得されるモニタデータとして音声データを取得することを特徴とする。これにより、制御コマンドの送信により音の変化が起こる機器の機器状態認識モデルを生成でき、そのような機器の的確な制御が可能になる。   (6) Moreover, the automatic learning apparatus of this invention WHEREIN: The said monitor part is equipped with a microphone, and acquires audio | voice data as said acquired monitor data. As a result, it is possible to generate a device state recognition model of a device in which a sound change occurs due to transmission of a control command, and it is possible to accurately control such a device.

(7)また、本発明の自動モニタ装置は、遠隔で制御可能な機器の状態を自動でモニタする自動モニタ装置であって、対象機器を特定の状態に制御する制御コマンドを送信するコマンド送信部と、少なくとも前記制御コマンドを送信した後の前記対象機器の状態をモニタし、前記モニタの結果としてモニタデータを取得するモニタ部と、を備え、前記対象機器の特定の状態を示す機器状態ラベルおよび前記機器状態ラベルに対応付けられた前記取得されたモニタデータは、別個の自動学習装置において前記対象機器の状態に対する学習に用いられ、前記学習により、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与える機器状態認識モデルが生成されることを特徴とする。これにより、対象機器の学習用データを自動で取得でき、対象機器の機器状態ラベルおよび取得されたモニタデータを用い、自動で機器状態認識モデルを生成できる。   (7) The automatic monitoring device of the present invention is an automatic monitoring device that automatically monitors the state of a remotely controllable device, and transmits a control command for controlling the target device to a specific state. And a monitor unit that monitors at least the state of the target device after transmitting the control command and acquires monitor data as a result of the monitoring, and a device state label indicating a specific state of the target device; The acquired monitor data associated with the device status label is used for learning of the status of the target device in a separate automatic learning device, and the status of the target device when monitor data is input by the learning. Is generated as a device state recognition model. Thereby, the learning data of the target device can be automatically acquired, and the device state recognition model can be automatically generated using the device state label of the target device and the acquired monitor data.

(8)また、本発明の自動学習システムは、遠隔で制御可能な機器の状態を自動で学習する自動学習システムであって、(7)に記載の自動モニタ装置と、前記取得された対象機器の特定の状態を示す機器状態ラベルおよび前記機器状態ラベルに対応付けられたモニタデータを取得するデータ取得部と、前記取得された機器状態ラベルおよびモニタデータに基づいて前記対象機器の状態に対する学習を行い、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与える機器状態認識モデルを生成する学習部とを有する学習装置と、を備えることを特徴とする。   (8) Moreover, the automatic learning system of this invention is an automatic learning system which learns the state of the apparatus which can be controlled remotely, Comprising: The automatic monitor apparatus as described in (7), and the said object apparatus acquired A data acquisition unit that acquires a device state label indicating a specific state of the device and monitor data associated with the device state label, and learning of the state of the target device based on the acquired device state label and monitor data And a learning device having a learning unit that generates a device state recognition model that outputs the state of the target device as an output when monitor data is input.

このように、自動モニタ装置によって取得されたデータを用いて、モニタデータが示す機器の状態を認識する機器状態認識モデルを自動的に生成できる。また、生成した機器状態認識モデルに基づいて的確な機器制御が可能になる。   In this manner, a device state recognition model that recognizes the state of the device indicated by the monitor data can be automatically generated using the data acquired by the automatic monitor device. Also, accurate device control is possible based on the generated device state recognition model.

(9)また、本発明の方法は、遠隔で制御可能な機器の状態を自動で学習する方法であって、対象機器を特定の状態に制御する制御コマンドを送信するステップと、少なくとも前記制御コマンドを送信した後の前記対象機器の状態をモニタし、前記モニタの結果としてモニタデータを取得するステップと、前記対象機器の特定の状態を示す機器状態ラベルおよび前記機器状態ラベルに対応付けられた前記取得されたモニタデータに基づいて前記対象機器の状態に対する学習を行い、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与える機器状態認識モデルを生成するステップと、を含むことを特徴とする。   (9) The method of the present invention is a method for automatically learning the state of a remotely controllable device, the step of transmitting a control command for controlling the target device to a specific state, and at least the control command Monitoring the status of the target device after transmitting, obtaining monitor data as a result of the monitoring, a device status label indicating a specific status of the target device, and the device status label associated with the device status label Learning the state of the target device based on the acquired monitor data, and generating a device state recognition model that gives the state of the target device as an output when the monitor data is input. To do.

これにより、対象機器を特定の状態に制御しモニタして自動で集めたデータを用いることで、モニタデータが示す機器の状態を認識する機器状態認識モデルを、手動で学習のためのサンプルデータを用意することなく、自動的に生成できる。また、生成した機器状態認識モデルに基づいて的確な機器制御が可能になる。   As a result, the device state recognition model that recognizes the state of the device indicated by the monitor data by using the data automatically collected by controlling and monitoring the target device in a specific state can be used as sample data for manual learning. It can be generated automatically without preparation. Also, accurate device control is possible based on the generated device state recognition model.

(10)また、本発明のプログラムは、遠隔で制御可能な機器の状態を自動で学習するプログラムであって、対象機器を特定の状態に制御する制御コマンドを送信する処理と、少なくとも前記制御コマンドを送信した後の前記対象機器の状態をモニタし、前記モニタの結果としてモニタデータを取得する処理と、前記対象機器の特定の状態を示す機器状態ラベルおよび前記機器状態ラベルに対応付けられた前記取得されたモニタデータに基づいて前記対象機器の状態に対する学習を行い、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与える機器状態認識モデルを生成する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。   (10) The program of the present invention is a program for automatically learning the state of a remotely controllable device, a process for transmitting a control command for controlling a target device to a specific state, and at least the control command Monitoring the status of the target device after transmitting the device, obtaining monitor data as a result of the monitoring, a device status label indicating a specific status of the target device, and the device status label associated with the device status label Learning the state of the target device based on the acquired monitor data, and causing the computer to execute a process of generating a device state recognition model that gives the state of the target device as an output when the monitor data is input It is characterized by.

これにより、対象機器を特定の状態に制御しモニタして自動で集めたデータを用いることで、モニタデータが示す機器の状態を認識する機器状態認識モデルを、手動で学習のためのサンプルデータを用意することなく、自動的に生成できる。また、生成した機器状態認識モデルに基づいて的確な機器制御が可能になる。   As a result, the device state recognition model that recognizes the state of the device indicated by the monitor data by using the data automatically collected by controlling and monitoring the target device in a specific state can be used as sample data for manual learning. It can be generated automatically without preparation. Also, accurate device control is possible based on the generated device state recognition model.

本発明によれば、対象機器を特定の状態に制御しモニタして自動で集めたデータを用いることで、モニタデータが示す機器の状態を認識する機器状態認識モデルを、手動で学習のためのサンプルデータを用意することなく、自動的に生成できる。また、生成した機器状態認識モデルに基づいて的確な機器制御が可能になる。   According to the present invention, a device state recognition model for recognizing the state of the device indicated by the monitor data can be manually learned by using the data automatically collected by controlling and monitoring the target device in a specific state. It can be generated automatically without preparing sample data. Also, accurate device control is possible based on the generated device state recognition model.

第1の実施形態に係る自動学習装置の使用例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the usage example of the automatic learning apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る自動学習装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the automatic learning apparatus which concerns on 1st Embodiment. モニタデータを取得するまでの自動学習装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the automatic learning apparatus until monitor data is acquired. モニタデータを取得したあとの自動学習装置の位置抽出処理と機器状態認識モデル生成の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the position extraction process and apparatus state recognition model production | generation of an automatic learning apparatus after acquiring monitor data. 位置抽出処理の概要を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of a position extraction process. 機器状態認識モデルの評価の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of evaluation of an apparatus state recognition model. 第2の実施形態に係る自動学習システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the automatic learning system which concerns on 2nd Embodiment.

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the respective drawings, and duplicate descriptions are omitted.

[第1の実施形態]
(自動学習装置の使用例)
図1は、自動学習装置10の使用例を示す模式図である。この使用例では、赤外線や無線等により、遠隔で制御される機器が複数存在している。そして赤外線や無線等でそれらの機器を制御するとともに、モニタできる自動学習装置10が存在している。この自動学習装置10としては、スマートフォンやロボット等を用いることができる。
[First Embodiment]
(Usage example of automatic learning device)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a usage example of the automatic learning device 10. In this usage example, there are a plurality of devices that are remotely controlled by infrared rays, wireless, or the like. In addition, there is an automatic learning device 10 that can control and monitor these devices by infrared rays, wireless, or the like. As this automatic learning apparatus 10, a smart phone, a robot, etc. can be used.

自動学習装置10は、機器の存在および操作手段の情報は事前に与えられているが、機器の場所や機器が制御されたときの状態の情報は事前に与えられていない。家電機器情報やその操作のための赤外線信号等の情報は比較的容易に手に入れることができる。自動学習装置10は、機器の情報を、手動の入力で取得してもよいし、デバイスID(後述)をもとにネット上等から自動で取得してもよい。このような前提のもとで、自動学習装置10は、学習対象となる機器(対象機器)を識別し、その機器の状態を学習する。   In the automatic learning apparatus 10, information on the presence of the device and information on the operation means is given in advance, but information on the location of the device and the state when the device is controlled is not given in advance. Information such as home appliance information and infrared signals for its operation can be obtained relatively easily. The automatic learning apparatus 10 may acquire device information by manual input, or may automatically acquire information on the network or the like based on a device ID (described later). Under such a premise, the automatic learning device 10 identifies a device to be learned (target device) and learns the state of the device.

なお、学習の対象である機器は、赤外線等のコマンド送信により制御可能な機器であることが好ましいが、双方方向通信可能なIoT機器であってもよい。自動学習装置10は、後述のように位置情報を把握できる。したがって、双方方向通信可能なIoT機器であっても、その位置を取得するために自動学習装置10を用いるメリットがある。   The device to be learned is preferably a device that can be controlled by command transmission such as infrared rays, but may be an IoT device capable of bidirectional communication. The automatic learning device 10 can grasp position information as described later. Therefore, even an IoT device capable of two-way communication has an advantage of using the automatic learning device 10 to acquire its position.

(自動学習装置の構成)
図2は、自動学習装置10の構成の一例を示すブロック図である。自動学習装置10は、機器データベース(DB)12、自動学習管理部14、制御管理部16、コマンド送信部18、モニタ部20、モニタデータデータベース(DB)22、位置抽出部24、学習部26、モデル評価部28から構成されている。
(Configuration of automatic learning device)
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the automatic learning device 10. The automatic learning apparatus 10 includes a device database (DB) 12, an automatic learning management unit 14, a control management unit 16, a command transmission unit 18, a monitor unit 20, a monitor data database (DB) 22, a position extraction unit 24, a learning unit 26, The model evaluation unit 28 is configured.

機器DB12は、与えられている機器の情報を保持するDBである。機器DB12には、例えば次の情報が保持されている。その情報は、一意に機器を識別する「デバイスID」、エアコン等の機器の種類を示す「デバイスの種類」、電源のON/OFFの状態、温度や音量等の変化した状態を示す「機器の状態」、赤外線信号等により対象機器を特定の状態に制御する「制御コマンド」、画像で機器の状態を識別するためのデータである「機器状態認識モデル」、空間的に制御対象を識別するための情報である「対象機器位置」等である。初期状態では、「デバイスID」、「デバイスの種類」、「機器の状態」および「制御コマンド」が与えられ、保持されている。なお、対象機器の特定の状態を示す情報を機器状態ラベルといい、以下の例では、特定の「機器の状態」を含む1以上の機器の情報が機器状態ラベルに該当する。   The device DB 12 is a DB that holds information on a given device. For example, the following information is stored in the device DB 12. The information includes a “device ID” that uniquely identifies the device, a “device type” that indicates the type of device such as an air conditioner, a “ON / OFF state of power”, a “device state” that indicates a change in temperature, volume, etc. "State", "control command" for controlling the target device to a specific state by an infrared signal, etc., "device state recognition model" which is data for identifying the state of the device by image, for spatially identifying the control target Information, such as “target device position”. In the initial state, “device ID”, “device type”, “apparatus status”, and “control command” are given and held. Information indicating a specific state of the target device is referred to as a device state label. In the following example, information on one or more devices including a specific “device state” corresponds to the device state label.

自動学習管理部14は、機器DB12を確認し、存在する機器のうちその識別や状態がまだ学習されていない機器を把握し、その機器について自動学習を開始する。なお、自動的に学習開始するのが好ましいが、手動による契機で自動学習を開始してもよい。自動学習管理部14は、どの機器に対してどのような制御を行って学習するかを、制御管理部16に通知する。自動学習管理部14は、機器状態認識モデルを評価するモデル評価部28を含んでもよい。モデル評価部28については後述する。   The automatic learning management unit 14 confirms the device DB 12, grasps a device whose identification or state has not yet been learned among existing devices, and starts automatic learning for the device. In addition, although it is preferable to start learning automatically, you may start automatic learning with a manual opportunity. The automatic learning management unit 14 notifies the control management unit 16 of what control is performed for which device to learn. The automatic learning management unit 14 may include a model evaluation unit 28 that evaluates the device state recognition model. The model evaluation unit 28 will be described later.

制御管理部16は、指示された制御を対象機器に対して行い、その状態の変化をモニタするよう制御する。制御管理部16は、コマンド送信部18に対して制御コマンドの送信を指示し、モニタ部20に対してモニタの開始と終了を指示する。制御管理部16は、この一連の制御を自動学習管理部14より通知された対象機器についての学習を十分に達成できるよう複数回繰り返すことが好ましい。そして、モニタ部20により取得した画像データ(モニタデータ)を、機器の情報(機器状態ラベル)と紐づけて、モニタデータDB22に保存する。機器の情報とは、デバイスID、デバイスの種類、機器の状態等の情報である。   The control management unit 16 performs the instructed control on the target device and performs control to monitor the change in the state. The control management unit 16 instructs the command transmission unit 18 to transmit a control command, and instructs the monitor unit 20 to start and end monitoring. The control management unit 16 preferably repeats this series of control a plurality of times so that learning about the target device notified from the automatic learning management unit 14 can be sufficiently achieved. Then, the image data (monitor data) acquired by the monitor unit 20 is associated with the device information (device state label) and stored in the monitor data DB 22. The device information is information such as a device ID, a device type, and a device state.

コマンド送信部18は、赤外線や無線等により制御コマンドを対象機器に送信する機能を有し、そのためのハードウェアを備える。制御コマンドは、例えば、対象機器の電源をONにするコマンドやOFFにするコマンドである。   The command transmission unit 18 has a function of transmitting a control command to the target device by infrared rays, wireless, or the like, and includes hardware for that purpose. The control command is, for example, a command to turn on or turn off the target device.

モニタ部20は、例えばカメラであり、機器の状態をモニタする機能を有する。なお、カメラは特定の機器に向けて固定されているより、宅内等の空間全体の画像データを取得できる位置に設置するか、または向きを変えて空間全体の画像データを取得できるようにレンズ方向を移動可能に設置することが好ましい。モニタ部20は、制御管理部16からの指示に応じて画像撮影を行う。そして、取得したモニタデータを制御管理部16へ渡す。なお、画像撮影は連続での複数枚の撮影でもよいし、動画撮影でもよい。また、赤外線カメラ等で撮影してもよい。モニタ部は、上記のようにカメラであることが好ましいが、ビデオ、サーモグラフィ、マイク、スマートメータであってもよい。   The monitor unit 20 is a camera, for example, and has a function of monitoring the state of the device. It should be noted that the camera is not fixed to a specific device, but is installed at a position where image data of the entire space such as in the house can be acquired, or the direction of the lens so that the image data of the entire space can be acquired by changing the orientation. It is preferable to install it so that movement is possible. The monitor unit 20 captures an image in response to an instruction from the control management unit 16. Then, the acquired monitor data is passed to the control management unit 16. The image shooting may be continuous shooting of a plurality of images or moving image shooting. Moreover, you may image | photograph with an infrared camera etc. The monitor unit is preferably a camera as described above, but may be a video, a thermography, a microphone, or a smart meter.

モニタデータDB22は、対象機器の情報とそれに紐づく画像データを蓄積する。これらの蓄積された情報は、対象機器の位置の抽出、対象機器の状態に対する学習および機器状態認識モデルの生成に用いられる。   The monitor data DB 22 accumulates information about the target device and image data associated therewith. The accumulated information is used for extracting the position of the target device, learning the state of the target device, and generating a device state recognition model.

位置抽出部24は、対象機器の状態の変化に基づき、画像中の機器の位置を抽出する。位置抽出部24は、モニタデータDB22に蓄積されたモニタデータを用いて画像中の機器の位置を抽出する。具体的な位置抽出処理は後述する。抽出された位置は、制御対象の機器を識別する情報として、機器DB12に保持される。なお、上記の位置情報は、画像上の位置であることが好ましいが、画像から算出される実際の空間上の位置であってもよい。   The position extraction unit 24 extracts the position of the device in the image based on the change in the state of the target device. The position extraction unit 24 uses the monitor data stored in the monitor data DB 22 to extract the position of the device in the image. Specific position extraction processing will be described later. The extracted position is held in the device DB 12 as information for identifying the device to be controlled. The position information is preferably a position on the image, but may be a position on an actual space calculated from the image.

学習部26は、機器の状態に対する学習を行い、機器状態認識モデル生成を行う機能を有する。機器の取り得る状態の1つを表す機器状態ラベル(例えば、「電灯」という機器の「ON」という状態)と、画像データを用いて、深層学習の技術を用いた画像認識技術を適用することで機器の状態を学習する。深層学習の技術としては、Fast R−CNNを用いることができる。   The learning unit 26 has a function of learning the device state and generating a device state recognition model. Applying image recognition technology using deep learning technology, using device status labels (for example, “ON” status of a device called “light”) that represents one of the possible states of the device and image data To learn the status of the device. As a deep learning technique, Fast R-CNN can be used.

学習部26は、深層学習の結果を用いて機器状態認識モデルを生成し、機器状態認識モデルを機器DB12に保持する。機器状態認識モデルは、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与えるプログラムに利用されるデータで特定される。モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与えるプログラムに、深層学習で得られた機器状態認識モデルを特定するデータを読み込ませることで、機器状態認識モデルが機能する。そして、このプログラムにモニタデータを入力することで対象機器の状態が出力される。読み込ませる機器状態認識モデルが異なれば、同じモニタデータを入力しても出力が異なることもある。位置抽出部24を備える構成の場合は、抽出された位置情報を用いて画像データ中の機器の位置を指定し、機器の状態を学習することもできる。   The learning unit 26 generates a device state recognition model using the result of deep learning, and holds the device state recognition model in the device DB 12. The device state recognition model is specified by data used in a program that gives the state of the target device as an output when monitor data is input. The device state recognition model functions by causing the program that gives the state of the target device as an output when the monitor data is input to read data specifying the device state recognition model obtained by deep learning. Then, by inputting monitor data into this program, the status of the target device is output. If the device state recognition model to be read is different, the output may be different even if the same monitor data is input. In the case of a configuration including the position extraction unit 24, the position of the device in the image data can be specified using the extracted position information, and the state of the device can be learned.

モデル評価部28は、機器状態認識モデルを評価する。モデル評価部28は、取得したモニタデータの一部をテストデータとして用い、機器状態認識モデルを特定するデータをプログラムに読み込ませたときに、プログラムがテストデータを正しく認識できるか否かの評価を行い、評価の結果得られる正解率が所定値に達するまで機器状態認識モデルの生成を繰り返し行わせる。このようにすると、機器状態認識モデルの精度が上がり、好ましい。   The model evaluation unit 28 evaluates the device state recognition model. The model evaluation unit 28 uses part of the acquired monitor data as test data, and evaluates whether or not the program can correctly recognize the test data when the program specifies the device state recognition model. The device state recognition model is repeatedly generated until the accuracy rate obtained as a result of the evaluation reaches a predetermined value. This is preferable because the accuracy of the device state recognition model is improved.

(自動学習装置の動作)
次に、自動学習装置10の動作について説明する。図3は、モニタデータを取得するまでの動作を示すフローチャートである。図4は、モニタデータを取得した後の、位置抽出処理と機器状態認識モデル生成の動作を示すフローチャートである。例として室内電灯のON/OFF状態を学習する動作を説明する。
(Operation of automatic learning device)
Next, the operation of the automatic learning device 10 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an operation until monitor data is acquired. FIG. 4 is a flowchart showing operations of position extraction processing and device state recognition model generation after obtaining monitor data. As an example, an operation for learning the ON / OFF state of the indoor lamp will be described.

まず、自動学習管理部14は、オペレータから与えられた契機、または定期的なタイマー等を契機に、学習対象の機器を選択する(ステップS1)。学習対象の機器の選択の際には、自動学習管理部14は、機器DB12に問い合わせ、機器状態認識モデルの作成や対象機器位置の抽出がまだであるか、または低精度な学習対象の機器を抽出し、その機器を学習対象として選択する。   First, the automatic learning management unit 14 selects a learning target device in response to an opportunity given by an operator or a periodic timer (step S1). When selecting a learning target device, the automatic learning management unit 14 makes an inquiry to the device DB 12 to create a device state recognition model or extract a target device position, or to select a low-precision learning target device. Extract and select the device as a learning target.

自動学習管理部14は、選択した機器が取りうる状態とその状態への制御コマンドの情報を、機器DB12に問い合わせ取り出す(ステップS2)。取り出す機器の情報は、「デバイスID」、「機器の状態」、「制御コマンド」を含む情報となる。例えば、シーリングライトでON/OFFしかできない機器の場合であれば、「機器の状態」の情報としてONまたはOFFの2組の情報を取り出せばよい。   The automatic learning management unit 14 inquires and extracts the information that can be taken by the selected device and information on the control command for that state (step S2). The information of the device to be extracted is information including “device ID”, “device state”, and “control command”. For example, in the case of a device that can only be turned ON / OFF with a ceiling light, two sets of information, ON or OFF, may be extracted as “device state” information.

自動学習管理部14は、抽出した機器の情報を制御管理部16へ引き渡し、学習フェーズを開始する(ステップS3)。制御管理部16では、引き渡された機器の集合(x∈X)とxに紐づく状態の集合(s∈S)から、機器x、状態sを選択する(ステップS4)。これはランダムでも指示順でもよい。例えば、「機器:シーリングライト、状態:ON」を選択する。 The automatic learning management unit 14 passes the extracted device information to the control management unit 16, and starts a learning phase (step S3). The control management unit 16 selects the device x and the state s from the delivered device set (xεX) and the state set associated with x (sεS x ) (step S4). This may be random or ordered. For example, “device: ceiling light, state: ON” is selected.

制御管理部16は、モニタ部20に対して、モニタ開始を指示する(ステップS5)。このタイミングでは、機器に対して制御を開始していない。モニタ部20は、指示に従って、モニタを開始する(ステップS6)。具体的には、モニタとしてカメラにより画像を撮影する。学習量を増やすため、一定時間連続で静止画撮影したり、動画撮影したりしてもよい。   The control management unit 16 instructs the monitor unit 20 to start monitoring (step S5). At this timing, control is not started for the device. The monitor unit 20 starts monitoring according to the instruction (step S6). Specifically, an image is taken by a camera as a monitor. In order to increase the learning amount, still image shooting or moving image shooting may be performed continuously for a certain period of time.

制御管理部16は、機器xに対して状態sにするために制御コマンドを送るよう、コマンド送信部18へ指示する(ステップS7)。制御信号が干渉等で伝わらないことを考慮し、複数回送信してもよい。コマンド送信部18は、指示された制御コマンドを送信する(ステップS8)。例えば、制御管理部16は、シーリングライトをONにする赤外線信号の制御コマンドを送るようコマンド送信部18へ指示する。そして、コマンド送信部18はONに対応づけられた赤外線信号の制御コマンドをシーリングライトに送信する。   The control management unit 16 instructs the command transmission unit 18 to send a control command to the device x to set the state s (step S7). Considering that the control signal is not transmitted due to interference or the like, it may be transmitted a plurality of times. The command transmission unit 18 transmits the instructed control command (step S8). For example, the control management unit 16 instructs the command transmission unit 18 to send an infrared signal control command to turn on the ceiling light. Then, the command transmitter 18 transmits an infrared signal control command associated with ON to the ceiling light.

制御管理部16は、モニタ開始し、機器制御に十分な時間経過後(例えば10秒後)に、モニタを停止するよう指示する(ステップS9)。なお、この所定の被制御見込み時間は、マージンを確保するため、余裕時間を加え30秒に伸ばしてもよい。モニタ部20は、指示を受けてモニタを停止する(ステップS10)。   The control management unit 16 starts monitoring, and instructs to stop monitoring after a sufficient time for device control (for example, after 10 seconds) (step S9). The predetermined expected control time may be extended to 30 seconds by adding a margin time in order to secure a margin. The monitor unit 20 stops monitoring in response to the instruction (step S10).

モニタ部20は、モニタ停止後、撮影、記録したデータを、制御管理部16へ送信する(ステップS11)。制御管理部16は、指示した機器xおよび状態sと取得されたモニタデータとを紐づける(ステップS12)。例えば、制御管理部16は、送信されたモニタデータと「機器:シーリングライト、状態:ON」とを紐づける。   The monitor unit 20 transmits the captured and recorded data to the control management unit 16 after the monitoring is stopped (step S11). The control management unit 16 associates the instructed device x and state s with the acquired monitor data (step S12). For example, the control management unit 16 associates the transmitted monitor data with “device: ceiling light, state: ON”.

機器xに対し指示された状態がその他にあるか否かを含め、すべての状態を十分に繰り返したか否かを判定する(ステップS13)。十分か否かについては、例えば一つの状態についてモニタリングが所定回数に達したか否かで判定できる。   It is determined whether or not all the states are sufficiently repeated including whether or not there are other states instructed to the device x (step S13). Whether or not it is sufficient can be determined, for example, based on whether or not monitoring has reached a predetermined number of times for one state.

機器xに対し指示された状態がその他にある等、すべての状態を十分に繰り返していなければ、再度ステップS4に戻り、他の状態で同様の動作を繰り返す。また、機器x以外の機器も指示があれば、再度ステップS4に戻り、機器x以外の機器においても同様の動作を繰り返す。なお、連続して同じ状態でのモニタリングを繰り返さないように、学習の前提として最低でも2つの機器の状態をとりうることが必要である。   If all the states have not been sufficiently repeated, such as other states instructed to the device x, the process returns to step S4 again, and the same operation is repeated in the other states. If there is an instruction from a device other than device x, the process returns to step S4 again, and the same operation is repeated in the device other than device x. Note that it is necessary to be able to take at least two device states as a premise of learning so that monitoring in the same state is not repeated continuously.

指示されたすべての機器および状態について動作の繰り返しが完了すると、結果をモニタデータDB22に保存する(ステップS14)。この例では、一回の機器状態制御をモニタするたびに、モニタデータDB22には、「機器:シーリングライト、状態:ON、モニタデータ:複数の画像」の情報が保存される。   When the repetition of the operation is completed for all the instructed devices and states, the result is stored in the monitor data DB 22 (step S14). In this example, every time device state control is monitored, information of “device: ceiling light, state: ON, monitor data: multiple images” is stored in the monitor data DB 22.

制御管理部16でのデータの収集が完了すると、次に位置抽出部24が、機器の位置を抽出する。抽出のために、まず同一機器で、異なる状態のモニタデータをモニタデータDB22から取り出す(ステップT1)。そして、取り出したモニタデータを用いて位置抽出処理を行う(ステップT2)。位置抽出処理の詳細は後述する。   When the data collection by the control management unit 16 is completed, the position extraction unit 24 next extracts the position of the device. For extraction, first, monitor data in a different state is extracted from the monitor data DB 22 by the same device (step T1). Then, position extraction processing is performed using the extracted monitor data (step T2). Details of the position extraction process will be described later.

学習部26は、画像中の機器xとその状態sをラベルとし、機器の位置情報により、画像中の機器の画像を抽出して、機器画像の学習処理を行う(ステップT2)。この学習処理は、深層学習の技術を使用する。また、画像からその状態を識別する画像認識プログラムとして、例えばImagenetを利用できる。   The learning unit 26 uses the device x and its state s in the image as labels, extracts the device image in the image based on the device position information, and performs device image learning processing (step T2). This learning process uses a deep learning technique. For example, Imagenet can be used as an image recognition program for identifying the state from an image.

なお、学習処理を行う際には、制御コマンドによる機器の制御が失敗した時のモニタデータの除去のため次の(A)、(B)のような前処理を行うことが好ましい。(A)まず、各状態の各モニタ結果に対して、モニタ開始から一定時間経過後(例えば5秒後)のデータを、状態変化が完了したものとして抽出する。また、時系列に沿ってモニタデータ間の類似度を求め、最も大きい変化が生まれた時点以降のモニタデータを状態変化が完了したモニタデータとして抽出してもよい。   When performing the learning process, it is preferable to perform the following pre-processes (A) and (B) in order to remove the monitor data when the device control by the control command fails. (A) First, for each monitor result in each state, data after a fixed time has elapsed from the start of monitoring (for example, after 5 seconds) is extracted as a state change completed. Further, the similarity between the monitor data may be obtained along a time series, and the monitor data after the time when the largest change is generated may be extracted as the monitor data whose state change is completed.

(B)上記の(A)でフィルタしたモニタデータに対して、各モニタデータ間の類似度を計算する。これは、N個のモニタデータに対して、N(N−1)/2個の類似度が計算される。このうち、N個の一定率(例えば75%)の集合を作成し、その集合内でのモニタデータの類似度の平均値を算出し、その平均値が最も高くなるモニタデータの集合を、学習対象として抽出する。これにより例外的に混ざってしまった意図とは異なる状態のモニタデータを除くことができる。例えば、モニタデータA、B、C、Dがある場合、一定率を75%とするとABC、BCD、ABD、ACDの四つの集合ができる。このとき、集合ABC内において、AとB、BとC、AとCの類似度が計算でき、これらの平均値を求めることができる。同様にほかの集合も類似度の平均値を算出し、最も高い類似度の平均を持つ集合のモニタデータを学習対象として抽出する。学習部26は、学習した結果を、機器状態認識モデルとして機器DBに保存する(ステップT4)。   (B) The similarity between each monitor data is calculated with respect to the monitor data filtered by said (A). In this case, N (N−1) / 2 similarities are calculated for N monitor data. Among them, a set of N constant rates (for example, 75%) is created, the average value of the similarity of the monitor data in the set is calculated, and the set of monitor data having the highest average value is learned. Extract as target. As a result, monitor data in a state different from the intention mixed exceptionally can be removed. For example, when there is monitor data A, B, C, and D, if the constant rate is 75%, four sets of ABC, BCD, ABD, and ACD are formed. At this time, the similarity between A and B, B and C, and A and C can be calculated in the set ABC, and the average value thereof can be obtained. Similarly, the average value of the similarity is calculated for other sets, and the monitor data of the set having the highest average similarity is extracted as a learning target. The learning unit 26 stores the learned result in the device DB as a device state recognition model (step T4).

(位置抽出)
図5は、位置抽出処理の概要を示す模式図である。モニタデータDB22の中には、各機器に対して複数の異なる状態のモニタデータが保存されている。これら各機器ごとに異なる状態のモニタデータの差分を取ることで各機器の位置を抽出することができる。例えば、シーリングライトのONの状態のモニタデータとOFFの状態のモニタデータを用いることができる。シーリングライトがONの状態と、OFFの状態で、シーリングライトの輝度が変わっており、その差分から対象機器としてのシーリングライトの位置を抽出できる。その変化範囲を含む周囲を機器の位置として学習し、機器DBに保存する。
(Position extraction)
FIG. 5 is a schematic diagram showing an outline of the position extraction process. The monitor data DB 22 stores a plurality of monitor data in different states for each device. The position of each device can be extracted by taking the difference between the monitor data in different states for each device. For example, monitor data with the ceiling light turned on and monitor data with the ceiling light turned off can be used. The brightness of the ceiling light changes between when the ceiling light is on and when it is off, and the position of the ceiling light as the target device can be extracted from the difference. The periphery including the change range is learned as the position of the device and stored in the device DB.

また、例えばエアコンに対してOFFからONに変える制御をし、それぞれの状態の画像データの差分を取ると、輝度が変化した位置を電源ランプであることを把握できる。この場合には、輝度が変化した位置を含む領域を機器の位置として扱う。また、送風口の形状が変化した場合には、形状が変化した位置を含む領域を機器の位置として扱うこともできる。   Further, for example, by controlling the air conditioner from OFF to ON and taking the difference between the image data in each state, it is possible to grasp that the position where the luminance has changed is the power lamp. In this case, the area including the position where the luminance has changed is handled as the position of the device. In addition, when the shape of the air blowing port is changed, an area including the position where the shape is changed can be handled as the position of the device.

機器の状態が3以上あるときは、機器の複数の状態に共通した変化位置(最も変化した位置)を抽出してもよい。なお、この位置は厳密に機器のみを囲んで指定する必要はなく、機器を一意に識別するために、この座標にあるという一意性が担保できれば十分である。   When there are three or more device states, a change position (a most changed position) common to a plurality of device states may be extracted. Note that this position does not need to be strictly specified by surrounding only the device, and it is sufficient if the uniqueness of being in this coordinate can be ensured in order to uniquely identify the device.

(機器状態認識モデルの評価)
図6は、機器状態認識モデルの評価の動作を示すフローチャートである。モデル評価部28は、機器DB12から機器状態認識モデルを取り出す(ステップU1)。そして、機器状態認識モデルを評価する(ステップU2)。モデル評価部28は、取得したモニタデータの一部をテストデータとして用い、機器状態認識モデルを特定するデータをプログラムに読み込ませたときに、プログラムがテストデータを正しく認識できるか否かの評価を行う。評価の結果得られる正解率が所定値に達しない場合は、ステップS5に戻り、モニタデータの取得と学習と機器状態認識モデルの生成を行う(ステップU3)。評価の結果得られる正解率が所定値に達した場合は、その旨を機器DB12に保存し、終了する(ステップU4)。
(Evaluation of equipment state recognition model)
FIG. 6 is a flowchart showing an operation of evaluating the device state recognition model. The model evaluation unit 28 extracts a device state recognition model from the device DB 12 (step U1). Then, the device state recognition model is evaluated (step U2). The model evaluation unit 28 uses part of the acquired monitor data as test data, and evaluates whether or not the program can correctly recognize the test data when the program specifies the device state recognition model. Do. When the accuracy rate obtained as a result of the evaluation does not reach the predetermined value, the process returns to step S5, and monitor data acquisition and learning and a device state recognition model are generated (step U3). When the accuracy rate obtained as a result of the evaluation reaches a predetermined value, the fact is stored in the device DB 12 and the process is terminated (step U4).

(モニタデータの変形例)
なお、モニタデータとしては、上記のようにカメラによって撮影された画像データを使用するのが好ましいが、マイクによって収集された音やスマートメータによって収集された消費電力の値を使用してもよい。この場合には、基本的に位置情報は使用しない。モニタデータが音の場合は、機器の操作音や動作音、スピーカを有する機器の音量等を学習に使用できる。モニタデータが消費電力の値の場合は、機器に特有の波形や消費電力の値等を学習に使用できる。なお、モニタ部20は、異なる種類の複数のモニタデータを収集してもよく、そのとき学習部26は、異なる種類のモニタデータを別々に学習してもよいし、それらを合わせたデータを学習してもよい。
(Modified example of monitor data)
As the monitor data, it is preferable to use the image data photographed by the camera as described above, but the sound collected by the microphone or the power consumption value collected by the smart meter may be used. In this case, position information is basically not used. When the monitor data is sound, the operation sound and operation sound of the device, the volume of the device having a speaker, and the like can be used for learning. When the monitor data is a power consumption value, a waveform or power consumption value specific to the device can be used for learning. The monitor unit 20 may collect a plurality of different types of monitor data. At that time, the learning unit 26 may separately learn different types of monitor data, or may learn data combining them. May be.

[第2の実施形態]
上記の実施形態では、自動学習装置10が自機内で位置抽出や学習処理をすべて行えるように構成されているが、コマンド送信部18およびモニタ部20以外は、対象機器と同一場所に存在する必要はなく、例えばクラウド上に一部の機能を設けてもよい。
[Second Embodiment]
In the above-described embodiment, the automatic learning device 10 is configured to be able to perform all the position extraction and learning processing in its own device, but the command transmission unit 18 and the monitor unit 20 need to be in the same place as the target device. For example, some functions may be provided on the cloud.

図7は、自動学習システム50の構成の一例を示すブロック図である。自動学習システム50は、自動モニタ装置100および学習装置200を備えている。自動モニタ装置100は、遠隔で制御可能な機器の状態を自動でモニタする。学習装置200は、自動モニタ装置100と通信可能であり、自動モニタ装置100から取得したモニタデータを用いて、対象機器の位置抽出や学習処理を行う。   FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the automatic learning system 50. The automatic learning system 50 includes an automatic monitoring device 100 and a learning device 200. The automatic monitoring device 100 automatically monitors the state of a remotely controllable device. The learning device 200 can communicate with the automatic monitor device 100, and uses the monitor data acquired from the automatic monitor device 100 to perform position extraction of the target device and learning processing.

(自動モニタ装置の構成)
自動モニタ装置100は、制御管理部16、コマンド送信部18、モニタ部20、モニタ側通信部130を備えている。制御管理部16、コマンド送信部18、モニタ部20の機能は第1の実施形態と同様なので省略する。
(Configuration of automatic monitoring device)
The automatic monitoring device 100 includes a control management unit 16, a command transmission unit 18, a monitor unit 20, and a monitor side communication unit 130. The functions of the control management unit 16, the command transmission unit 18, and the monitor unit 20 are the same as those in the first embodiment, and will be omitted.

モニタ側通信部130は、学習装置200に設けられた学習側通信部230と通信する。モニタ側通信部130は、学習装置200に設けられた機器DB12、モニタデータDB22に保存されている必要なデータを受信し、制御管理部16により機器状態ラベルと紐づけられたモニタデータを送信する。   The monitor side communication unit 130 communicates with a learning side communication unit 230 provided in the learning device 200. The monitor-side communication unit 130 receives necessary data stored in the device DB 12 and the monitor data DB 22 provided in the learning device 200 and transmits monitor data associated with the device state label by the control management unit 16. .

(学習装置の構成)
学習装置200は、機器DB12、自動学習管理部14、モニタデータDB22、位置抽出部24、学習部26、モデル評価部28、学習側通信部230を備えている。機器DB12、自動学習管理部14、モニタデータDB22、位置抽出部24、学習部26、モデル評価部28の機能は第1の実施形態と同様なので省略する。
(Configuration of learning device)
The learning device 200 includes a device DB 12, an automatic learning management unit 14, a monitor data DB 22, a position extraction unit 24, a learning unit 26, a model evaluation unit 28, and a learning side communication unit 230. The functions of the device DB 12, the automatic learning management unit 14, the monitor data DB 22, the position extraction unit 24, the learning unit 26, and the model evaluation unit 28 are the same as those in the first embodiment, and are omitted.

学習側通信部230は、自動モニタ装置100に設けられたモニタ側通信部130と通信する。学習側通信部230は、機器DB12、モニタデータDB22に保存されている必要なデータを送信し、制御管理部16により機器状態ラベルと紐づけられたモニタデータを受信し、モニタデータDB22に保存する。   The learning side communication unit 230 communicates with the monitor side communication unit 130 provided in the automatic monitoring apparatus 100. The learning-side communication unit 230 transmits necessary data stored in the device DB 12 and the monitor data DB 22, receives monitor data associated with the device state label by the control management unit 16, and stores the monitor data in the monitor data DB 22. .

(自動学習システムの動作)
自動学習システム50の動作も、モニタ側通信部130と学習側通信部230との間で必要なデータのやり取りがある以外は、第1の実施形態の自動学習装置10の動作と同様である。
(Operation of automatic learning system)
The operation of the automatic learning system 50 is the same as the operation of the automatic learning apparatus 10 of the first embodiment except that necessary data is exchanged between the monitor side communication unit 130 and the learning side communication unit 230.

このように、学習部226をクラウド上に設けることで、学習に必要な計算量が増大してもクラウド上で対応することができる。また、別の自動モニタ装置100が取得したモニタデータから生成された機器状態認識モデルを利用したり、複数の自動モニタ装置100が取得したモニタデータを合わせて学習用データとしたりすることもできる。   In this manner, by providing the learning unit 226 on the cloud, it is possible to cope on the cloud even if the amount of calculation necessary for learning increases. In addition, a device state recognition model generated from monitor data acquired by another automatic monitor device 100 can be used, or monitor data acquired by a plurality of automatic monitor devices 100 can be combined into learning data.

10 自動学習装置
12 機器DB
14 自動学習管理部
16 制御管理部
18 コマンド送信部
20 モニタ部
22 モニタデータDB
24 位置抽出部
26 学習部
28 モデル評価部
50 自動学習システム
100 自動モニタ装置
130 モニタ側通信部
200 学習装置
230 学習側通信部
10 Automatic learning device 12 Equipment DB
14 Automatic learning management unit 16 Control management unit 18 Command transmission unit 20 Monitor unit 22 Monitor data DB
24 position extraction unit 26 learning unit 28 model evaluation unit 50 automatic learning system 100 automatic monitor device 130 monitor side communication unit 200 learning device 230 learning side communication unit

Claims (10)

遠隔で制御可能な機器の状態を自動で学習する自動学習装置であって、
対象機器を特定の状態に制御する制御コマンドを送信するコマンド送信部と、
少なくとも前記制御コマンドを送信した後の前記対象機器の状態をモニタし、前記モニタの結果としてモニタデータを取得するモニタ部と、
前記対象機器の特定の状態を示す機器状態ラベルおよび前記機器状態ラベルに対応付けられた前記取得されたモニタデータに基づいて前記対象機器の状態に対する学習を行い、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与える機器状態認識モデルを生成する学習部と、を備えることを特徴とする自動学習装置。
An automatic learning device that automatically learns the state of a remotely controllable device,
A command transmission unit that transmits a control command for controlling the target device to a specific state;
A monitor unit that monitors at least the state of the target device after transmitting the control command, and obtains monitor data as a result of the monitoring;
The device status label indicating the specific status of the target device and the status of the target device is learned based on the acquired monitor data associated with the device status label, and the monitor data is input as the target. An automatic learning apparatus comprising: a learning unit that generates a device state recognition model that gives a device state as an output.
前記機器状態認識モデルを評価するモデル評価部をさらに備え、
前記モデル評価部は、前記取得したモニタデータの一部をテストデータとして用い、前記機器状態認識モデルが前記テストデータを正しく認識できるか否かの評価を行い、前記評価の結果得られる正解率が所定値に達するまで前記機器状態認識モデルの生成を繰り返し行わせることを特徴とする請求項1記載の自動学習装置。
A model evaluation unit for evaluating the device state recognition model;
The model evaluation unit uses part of the acquired monitor data as test data, evaluates whether the device state recognition model can correctly recognize the test data, and obtains a correct answer rate obtained as a result of the evaluation. The automatic learning apparatus according to claim 1, wherein the device state recognition model is repeatedly generated until a predetermined value is reached.
前記学習部は、前記特定の状態のモニタデータから類似度の高いモニタデータを代表のモニタデータとして選出し、前記代表のモニタデータを学習対象として前記機器状態認識モデルを生成することを特徴とする請求項1または請求項2記載の自動学習装置。   The learning unit selects monitor data with high similarity from the monitor data in the specific state as representative monitor data, and generates the device state recognition model with the representative monitor data as a learning target. The automatic learning apparatus according to claim 1 or 2. 前記モニタ部は、カメラを備え、前記取得されるモニタデータとして画像データを取得することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の自動学習装置。   The automatic learning apparatus according to claim 1, wherein the monitor unit includes a camera and acquires image data as the acquired monitor data. 前記取得されたモニタデータのうち、対応付けられた前記機器状態ラベルが異なるモニタデータの差分から機器の位置を抽出する位置抽出部を備えることを特徴とする請求項4記載の自動学習装置。   The automatic learning device according to claim 4, further comprising a position extracting unit that extracts a position of a device from a difference between monitor data having different device status labels associated with each other in the acquired monitor data. 前記モニタ部は、マイクを備え、前記取得されるモニタデータとして音声データを取得することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の自動学習装置。   The automatic learning device according to any one of claims 1 to 3, wherein the monitor unit includes a microphone and acquires voice data as the acquired monitor data. 遠隔で制御可能な機器の状態を自動でモニタする自動モニタ装置であって、
対象機器を特定の状態に制御する制御コマンドを送信するコマンド送信部と、
少なくとも前記制御コマンドを送信した後の前記対象機器の状態をモニタし、前記モニタの結果としてモニタデータを取得するモニタ部と、を備え、
前記対象機器の特定の状態を示す機器状態ラベルおよび前記機器状態ラベルに対応付けられた前記取得されたモニタデータは、別個の自動学習装置において前記対象機器の状態に対する学習に用いられ、前記学習により、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与える機器状態認識モデルが生成されることを特徴とする自動モニタ装置。
An automatic monitoring device that automatically monitors the state of a remotely controllable device,
A command transmission unit that transmits a control command for controlling the target device to a specific state;
A monitor unit that monitors at least the state of the target device after transmitting the control command and obtains monitor data as a result of the monitoring, and
The device status label indicating the specific status of the target device and the acquired monitor data associated with the device status label are used for learning of the status of the target device in a separate automatic learning device. An automatic monitor device characterized in that a device state recognition model is generated that gives the state of a target device as an output when monitor data is input.
遠隔で制御可能な機器の状態を自動で学習する自動学習システムであって、
請求項7に記載の自動モニタ装置と、
前記取得された対象機器の特定の状態を示す機器状態ラベルおよび前記機器状態ラベルに対応付けられたモニタデータを取得するデータ取得部と、前記取得された機器状態ラベルおよびモニタデータに基づいて前記対象機器の状態に対する学習を行い、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与える機器状態認識モデルを生成する学習部とを有する学習装置と、を備えることを特徴とする自動学習システム。
An automatic learning system that automatically learns the status of remotely controllable devices,
An automatic monitoring device according to claim 7;
A data acquisition unit that acquires a device status label indicating a specific state of the acquired target device and monitor data associated with the device status label, and the target based on the acquired device status label and monitor data An automatic learning system comprising: a learning device that learns a device state and has a learning unit that generates a device state recognition model that outputs the state of the target device as an output when monitor data is input .
遠隔で制御可能な機器の状態を自動で学習する方法であって、
対象機器を特定の状態に制御する制御コマンドを送信するステップと、
少なくとも前記制御コマンドを送信した後の前記対象機器の状態をモニタし、前記モニタの結果としてモニタデータを取得するステップと、
前記対象機器の特定の状態を示す機器状態ラベルおよび前記機器状態ラベルに対応付けられた前記取得されたモニタデータに基づいて前記対象機器の状態に対する学習を行い、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与える機器状態認識モデルを生成するステップと、を含むことを特徴とする方法。
A method for automatically learning the state of a remotely controllable device,
Transmitting a control command for controlling the target device to a specific state;
Monitoring at least the state of the target device after transmitting the control command, and obtaining monitor data as a result of the monitoring;
The device status label indicating the specific status of the target device and the status of the target device is learned based on the acquired monitor data associated with the device status label, and the monitor data is input as the target. Generating a device state recognition model that provides the device state as an output.
遠隔で制御可能な機器の状態を自動で学習するプログラムであって、
対象機器を特定の状態に制御する制御コマンドを送信する処理と、
少なくとも前記制御コマンドを送信した後の前記対象機器の状態をモニタし、前記モニタの結果としてモニタデータを取得する処理と、
前記対象機器の特定の状態を示す機器状態ラベルおよび前記機器状態ラベルに対応付けられた前記取得されたモニタデータに基づいて前記対象機器の状態に対する学習を行い、モニタデータを入力としたときに対象機器の状態を出力として与える機器状態認識モデルを生成する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
A program that automatically learns the status of remotely controllable devices,
A process of sending a control command to control the target device to a specific state;
A process of monitoring at least the state of the target device after transmitting the control command, and obtaining monitor data as a result of the monitoring;
The device status label indicating the specific status of the target device and the status of the target device is learned based on the acquired monitor data associated with the device status label, and the monitor data is input as the target. A program that causes a computer to execute processing for generating a device state recognition model that gives a device state as an output.
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