JP5661344B2 - 情報処理装置、認識システム、認識方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
ドップラーセンサは、電磁波又は超音波を放射し(この放射した電磁波又は超音波を、以下、放射波という。)、放射波が物体により反射した反射波を検出する。このとき、反射波の周波数は、認識対象の移動速度に応じて変化する。ドップラーセンサは、この放射波と反射波との差分の周波数(以下、ドップラー周波数という。)を有するドップラーセンサ出力波を電圧信号(以下、ドップラーセンサ出力信号という。)として出力する。
まず、本発明の第1の実施形態に係る認識システム10aの構成について、図1を参照しながら説明する。認識システム10aは、認識対象20の動作を認識する機能を有する。この認識システム10aは、認識対象20に放射波を放射し、ドップラーセンサ出力信号を出力するドップラーセンサノード200と、ドップラーセンサノード200から出力されるアナログ信号であるドップラーセンサ出力信号をデジタル信号に変換するA/D(Analog/Digital)変換器300と、A/D変換器300においてデジタル変換されたドップラーセンサ出力信号に基づいて認識対象20の動作を認識する情報処理装置100aと、ドップラーセンサノード200が放射波を放射するときに認識対象とドップラーセンサとの距離を測定する測距装置400とを有する。
ドップラーセンサノード200は、認識対象20から動作を認識するためにドップラーセンサ202、増幅器204、ローパスフィルタ(LPF)206、及び出力部208を主に有する。
A/D変換器300は、ドップラーセンサノード200から受け取ったアナログ信号であるドップラーセンサ出力信号をデジタル信号に変換する機能を有する。A/D変換器300は、デジタル変換した後のドップラーセンサ出力信号を情報処理装置100aに入力する。
測距装置400は、ドップラーセンサ202と認識対象20との間の距離を測定する機能を有する。測距装置400は、例えば、電波又は超音波を用いた既存の方法により距離を測定する。具体的には、例えば、パルス波を認識対象20に対して送信し、反射波が到達するまでの遅延時間から距離を算出する。或いは、認識対象20の持つ無線タグから送信される電波の電波強度に基づいて距離を求めてもよい。測距装置400の機能は、例えばドップラーセンサ202が放射波を送信し、反射波を受信するための送受信部(図示せず)を兼用して用いることにより実現されてもよい。測距装置400は、測定して得られた距離の情報を情報処理装置100aに入力する。
情報処理装置100aは、ドップラーセンサノード200が取得し、A/D変換器300によりデジタル信号化されたドップラーセンサ出力信号をデータ処理することにより、認識対象20の動作を認識する装置である。情報処理装置100aは、データ取得部102、処理データ記憶部104、特徴量抽出部106、認識部108、認識結果出力部110、特徴選択部112a、及びサンプルデータ記憶部114を有する。
ここで、上記の認識システム10aにおいて事前に取得するサンプルデータについて、一例を挙げて説明する。図2は、サンプルデータの一例を示す説明図である。
特徴選択部112aは、上記のサンプルデータを評価することによって、認識に用いる特徴を選択する。特徴選択部112aは、選択する特徴の組合せによって、認識対象20の動作の認識率が高まるように特徴を選択するが、このとき、評価関数を用いて特徴を選択する。
kが所定の値となると終了、そうでなければ手順1へ戻る。
以上説明してきたように、特徴選択部112aは、測距装置400により取得された距離の情報に基づいて、当該距離のサンプルデータの特徴を評価関数により評価することによって、認識に用いる特徴を選択する。そして、特徴選択部112aは、選択した特徴を特徴量抽出部106に入力して、選択された特徴に対応する特徴値をドップラーセンサ出力信号から抽出させるとともに、認識部108に、選択された特徴に対応するサンプルデータの特徴値を学習データとして、認識を行うためのモデルを構築させる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る認識システム10bについて、図11を参照しながら説明する。図11は、本発明の第2の実施形態に係る認識システム10bの構成図である。
以上説明してきた本発明の第1の実施形態に係る認識システム10a及び第2の実施形態に係る認識システム10bは、距離に応じて「その距離における認識率を高めるために」最適化された特徴の組み合わせを用いて動作の認識を行った。
次に、図14を参照しながら、本発明の第1の実施形態、第2の実施形態、及び変形例に係る認識システムの動作について説明する。図14は、認識システムの動作を示すフローチャートである。
20 認識対象
100 情報処理装置
102 データ取得部
104 処理データ記憶部
106 特徴量抽出部
108 認識部
110 認識結果出力部
112 特徴選択部
114 サンプルデータ記憶部
200 ドップラーセンサノード
202 ドップラーセンサ
204 増幅器
206 ローパスフィルタ
208 出力部
300 A/D変換器
400 測距装置
Claims (13)
- 認識対象に対して放射した電磁波又は超音波である放射波の周波数と、前記放射波が前記認識対象により反射した反射波の周波数との差分の周波数を有するドップラーセンサ出力信号を取得するデータ取得部と、
予め取得された前記ドップラーセンサ出力信号のサンプルデータの評価結果に応じて、特徴を選択する特徴選択部と、
前記特徴選択部により選択される特徴に対応する特徴量を、前記ドップラーセンサ出力信号から抽出する特徴量抽出部と、
前記サンプルデータの特徴量のうち、前記特徴選択部により選択される特徴に対応する特徴量、及び、前記特徴量抽出部により抽出される特徴量のパターンマッチングにより、認識処理を実行する認識部と、
を備え、
前記特徴選択部は、前記認識対象と前記放射波を放射するドップラーセンサとの間の距離に対応する前記サンプルデータを評価することにより前記特徴を選択し、
前記認識部は、前記認識対象の動作を認識することを特徴とする、情報処理装置。 - 前記特徴選択部は、前記距離において、前記特徴の組合せが一の動作と他の動作とを区別する性能を示す値に基づいた評価関数を用いて、前記特徴を選択することを特徴とする、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記特徴選択部は、前記距離において、一の動作と他の動作とを区別する性能を示す値の、全ての種類の前記動作の組合せについての総和である前記評価関数に基づいて、前記特徴を選択することを特徴とする、請求項2に記載の情報処理装置。
- 一の動作と他の動作とを区別する性能を示す前記値は、前記性能が高いほど大きくなる値であり、
前記特徴選択部は、前記評価関数を最大化する前記特徴を選択することを特徴とする、請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記特徴選択部は、前記距離における前記サンプルデータがないとき、又は、前記距離が取得できないときに、前記距離によらず前記認識対象の動作の認識率を高める前記特徴を選択することを特徴とする、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記特徴選択部は、前記距離による特徴量の分散を示す値と、前記距離によらず一の動作と他の動作とを区別する性能を示す値とに基づいた評価関数を用いて、前記特徴を選択することを特徴とする、請求項5に記載の情報処理装置。
- 前記特徴選択部は、一の動作と他の動作とを区別する性能を示す値を、全ての種類の前記動作の組合せについて全ての種類の距離において総和した値を、一の距離と他の距離とを区別する性能を示す値を、全ての種類の前記距離の組合せについて全ての種類の動作において総和した値で除した前記評価関数に基づいて、前記特徴を選択することを特徴とする、請求項6に記載の情報処理装置。
- 前記特徴選択部は、前記認識対象と前記放射波を放射するドップラーセンサとの間の距離の認識率を高める前記特徴を選択し、
前記認識部は、前記距離を認識することを特徴とする、請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記特徴選択部は、一の距離と他の距離とを区別する性能を示す値に基づいた評価関数を用いて、前記特徴を選択することを特徴とする、請求項8に記載の情報処理装置。
- 前記特徴選択部は、一の距離と他の距離とを区別する性能を示す値の、全ての種類の前記距離の組合せについての総和である前記評価関数に基づいて、前記特徴を選択することを特徴とする、請求項9に記載の情報処理装置。
- 認識対象に対して放射波を放射し、前記放射波が前記認識対象により反射した反射波を受信し、前記放射波の周波数と前記反射波の周波数との差分の周波数を有するドップラーセンサ出力信号を出力するドップラーセンサノードと、
前記ドップラーセンサ出力信号を取得するデータ取得部と、
予め取得された前記ドップラーセンサ出力信号のサンプルデータの評価結果に応じて、特徴を選択する特徴選択部と、
前記特徴選択部により選択される特徴に対応する特徴量を、前記ドップラーセンサ出力信号から抽出する特徴量抽出部と、
前記サンプルデータの特徴量のうち、前記特徴選択部により選択される特徴に対応する特徴量、及び、前記特徴量抽出部により抽出される特徴量のパターンマッチングにより、認識処理を実行する認識部と、
を有し、
前記特徴選択部は、前記認識対象と前記放射波を放射するドップラーセンサとの間の距離に対応する前記サンプルデータを評価することにより前記特徴を選択し、
前記認識部は、前記認識対象の動作を認識することを特徴とする情報処理装置と、
を備えることを特徴とする、認識システム。 - 認識対象に対して放射波を放射し、前記放射波が前記認識対象により反射した反射波を受信し、前記放射波の周波数と前記反射波の周波数との差分の周波数を有するドップラーセンサ出力信号に基づいた認識処理を行い、データ取得部と、特徴選択部と、特徴量抽出部と、認識部と、を有する情報処理装置の、
前記データ取得部が前記ドップラーセンサ出力信号を取得する取得ステップと、
前記特徴選択部が、予め取得された前記ドップラーセンサ出力信号のサンプルデータの評価結果および前記認識対象と前記放射波を放射するドップラーセンサとの間の距離に対応する前記サンプルデータを評価することにより、特徴を選択する選択ステップと、
前記選択ステップにおいて選択される特徴に対応する特徴量を、前記ドップラーセンサ出力信号から抽出する抽出ステップと、
前記サンプルデータの特徴量のうち、前記選択ステップにより選択される特徴に対応する特徴量、及び、前記抽出ステップにより抽出される特徴量のパターンマッチングにより、前記認識対象の動作を認識する認識処理を実行する認識ステップと、
を含む、認識方法。 - コンピュータを、
認識対象に対して放射した電磁波又は超音波である放射波の周波数と、前記放射波が前記認識対象により反射した反射波の周波数との差分の周波数を有するドップラーセンサ出力信号を取得するデータ取得部と、
予め取得された前記ドップラーセンサ出力信号のサンプルデータの評価結果に応じて、特徴を選択する特徴選択部と、
前記特徴選択部により選択される特徴に対応する特徴量を、前記ドップラーセンサ出力信号から抽出する特徴量抽出部と、
前記サンプルデータの特徴量のうち、前記特徴選択部により選択される特徴に対応する特徴量、及び、前記特徴量抽出部により抽出される特徴量のパターンマッチングにより、認識処理を実行する認識部と、
を備え、
前記特徴選択部は、前記認識対象と前記放射波を放射するドップラーセンサとの間の距離に対応する前記サンプルデータを評価することにより前記特徴を選択し、
前記認識部は、前記認識対象の動作を認識することを特徴とする、情報処理装置として機能させるための、プログラム。
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