JP5844224B2 - 認識装置、認識方法及び認識システム - Google Patents
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Description
検出部31は、取得した把持データ群ftを送信部32に送出する。
そして、このウェーブレット係数に基づき推定されるノイズの標準偏差δは、式(5)により表される。
また、ノイズの標準偏差δに基づき閾値λを式(6)のように算出する。
ただし、式(6)におけるNはウェーブレット係数の総数を表す。そして、この閾値λを用いて式(7)に示すSoft Threshold処理を施す。
さらに、ノイズ除去部12は、式(7)により処理されたウェーブレット係数を逆ウェーブレット変換し、式(8)に示されるような、ノイズ除去された把持データを算出する。
なお、式(8)における左辺を、以下の説明において、f^i(t)と記す。
なお、式(9)におけるTは、時系列の把持データからなる把持データ群が取得された時間を表す。
なお、σはガウス関数のハイパーパラメータを表し、tneは時間tの近傍を表す。
そして、N個のセンサ全てにより取得された把持データの時間変動データは、式(12)により表される。
ここで、Gtは状態雑音行列を表し、N(0,Rt)は、平均0、共分散Rtの正規分布を表す。
そして、推定されるべき内部状態は、xtの期待値として、式(20)のように表される。
なお、式(20)における左辺を、以下の説明において、x^tと記す。
さらに、式(26)、式(27)に基づき得られる予測分布の共分散行列Pt/tに基づき、式(28)のように、カルマンゲインKtを算出する(修正ステップ)。カルマンゲインは、観測誤差と推定誤差の大きさに応じて値を調整するものである。
そして、予測ステップ及び修正ステップを、取得された第1時間変動把持データ全て(1≦t≦T)について繰り返し実施する。
そして、該当確率算出部19は、第2時間変動把持データの全て(1≦t≦TV)について、確率を算出する。
なお、式(41)における左辺は第2の類似性尺度に該当し、右辺は第1の類似性尺度に該当する。
Claims (11)
- ユーザによる端末の把持状態を示し該端末において時系列に検出された複数の把持データを含む把持データ群に基づき、ユーザによる端末の把持状態を認識する認識装置であって、
第1の把持状態に基づき取得された前記把持データ群を第1把持データ群として取得する第1把持データ取得手段と、
前記把持データ群に含まれる各時刻における前記把持データの時間変動を示す時間変動データの群からなる時間変動把持データであって、前記第1把持データ取得手段により取得された第1把持データ群に基づく前記時間変動把持データを第1時間変動把持データとして算出する第1時間変動把持データ算出手段と、
前記第1時間変動把持データ算出手段により算出された第1時間変動把持データに基づき、過去に観測された時間変動の状態から過去の時間変動の状態を推定する事前確率分布を算出する事前確率分布算出手段と、
前記第1時間変動把持データ算出手段により算出された第1時間変動把持データに基づき、過去の時間変動の状態から現在の時間変動の状態を推定する状態遷移確率分布を算出する状態遷移確率分布算出手段と、
前記事前確率分布算出手段により算出された事前確率分布及び前記状態遷移確率分布算出手段により算出された状態遷移確率分布に基づき、現在に観測された時間変動の状態から現在の時間変動の状態を推定する事後確率分布を算出する事後確率分布算出手段と、
前記事後確率分布算出手段により算出された事後確率分布を含む第1の把持状態情報を、把持状態を認識するための情報として、把持状態情報記憶手段に記憶させる把持状態情報格納手段と、
第2の把持状態に基づき取得された前記把持データ群を第2把持データ群として取得する第2把持データ取得手段と、
前記第2把持データ取得手段により取得された第2把持データ群に基づく前記時間変動把持データを第2時間変動把持データとして算出する第2時間変動把持データ算出手段と、
前記第2時間変動把持データ算出手段により算出された第2時間変動把持データに基づき、前記把持状態情報記憶手段に記憶された第1の把持状態情報を用いて、第2時間変動把持データに示される時間変動が、前記第1の把持状態における時間変動に該当する確率を示す該当確率を算出する該当確率算出手段と、
前記該当確率算出手段により算出された該当確率が所定の閾値以上である場合に、前記第2の把持状態が前記第1の把持状態に該当すると判定する判定手段と、
を備える認識装置。 - 前記事後確率分布算出手段は、逐次ベイズ推定を用いて前記事後確率分布を算出する、
請求項1に記載の認識装置。 - 前記事後確率分布算出手段は、カルマンフィルタを用いて前記事後確率分布を算出する、
請求項2に記載の認識装置。 - 前記事後確率分布算出手段は、パーティクルフィルタを用いて前記事後確率分布を算出する、
請求項2に記載の認識装置。 - 第3の把持状態に基づき取得された前記把持データ群を更新用把持データ群として取得する更新用把持データ取得手段と、
前記更新用把持データ取得手段により取得された更新用把持データ群に基づく前記時間変動把持データを、更新用時間変動把持データとして算出する更新用時間変動把持データ算出手段と、
前記更新用時間変動把持データ算出手段により算出された更新用時間変動把持データに基づく前記事前確率分布を、更新用事前確率分布として算出する更新用事前確率分布算出手段と、
前記更新用時間変動把持データ算出手段により算出された更新用時間変動把持データに基づく前記状態遷移確率分布を、更新用状態遷移確率分布として算出する更新用状態遷移確率分布算出手段と、
前記更新用事前確率分布算出手段により算出された更新用事前確率分布及び前記更新用状態遷移確率分布算出手段により算出された更新用状態遷移確率分布に基づく前記事後確率分布を、更新用事後確率分布として算出する更新用事後確率分布算出手段と、
第4の把持状態に基づき取得された前記把持データ群を更新検証用把持データ群として取得する更新検証用把持データ取得手段と、
前記更新検証用把持データ取得手段により取得された更新検証用把持データ群に基づく前記時間変動把持データを更新検証用時間変動把持データとして算出する更新検証用時間変動把持データ算出手段と、
前記更新検証用時間変動把持データ算出手段により算出された更新検証用時間変動把持データに基づき、前記把持状態情報記憶手段に記憶された第1の把持状態情報における事後確率分布を用いて、前記更新検証用時間変動把持データ算出手段により算出された更新検証用時間変動把持データに示される時間変動が、前記第1の把持状態における時間変動に該当する確率を示す第1の該当確率を算出し、前記更新用事後確率分布算出手段により算出された更新用事後確率分布を用いて、前記更新検証用時間変動把持データに示される時間変動が、前記第3の把持状態における時間変動に該当する確率を示す第2の該当確率を算出する第2該当確率算出手段と、
前記第2該当確率算出手段により算出された前記第1の該当確率より前記第2の該当確率の方が大きいか否かを判定する第2判定手段と、
前記第2判定手段により前記第1の該当確率より前記第2の該当確率の方が大きいと判定された場合に、前記把持状態情報記憶手段に記憶された第1の把持状態情報を、前記更新用事後確率分布を含む第3の把持状態情報に更新する更新手段と、
を更に備える請求項1〜4のいずれか1項に記載の認識装置。 - 前記把持データ群を前記時間変動把持データの算出に用いる前に、該把持データ群に含まれる前記把持データにおける、当該把持データの検出に係る過渡状態に起因するノイズ、パルスノイズ、当該把持データに対するウェーブレットシュリンケージにより除去可能なノイズ、当該把持データの検出に係る直流成分に起因するノイズ及びガウスノイズのうちの少なくとも1つを除去するノイズ除去手段を更に備える、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の認識装置。 - 前記該当確率算出手段は、
前記第1の把持状態情報に含まれる前記事後確率分布に基づき、前記第2時間変動把持データに含まれる複数の時間変動データの各々が前記第1の把持状態に該当する確率を該時間変動データ毎に算出し、
前記判定手段は、
第2時間変動把持データに含まれる時間変動データの数に対する、前記該当確率算出手段により算出された前記確率が所定の閾値以上となる時間変動データの数の割合に基づき類似尺度を算出し、該類似尺度が所定の閾値以上である場合に、前記第2の把持状態が前記第1の把持状態に該当すると判定する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の認識装置。 - ユーザによる端末の把持状態を示し該端末において時系列に検出された複数の把持データを含む把持データ群に基づき、ユーザによる端末の把持状態を認識する認識装置における認識方法であって、
第1の把持状態に基づき取得された前記把持データ群を第1把持データ群として取得する第1把持データ取得ステップと、
前記把持データ群に含まれる各時刻における前記把持データの時間変動を示す時間変動データの群からなる時間変動把持データであって、前記第1把持データ取得ステップにおいて取得された第1把持データ群に基づく前記時間変動把持データを第1時間変動把持データとして算出する第1時間変動把持データ算出ステップと、
前記第1時間変動把持データ算出ステップにおいて算出された第1時間変動把持データに基づき、過去に観測された時間変動の状態から過去の時間変動の状態を推定する事前確率分布を算出する事前確率分布算出ステップと、
前記第1時間変動把持データ算出ステップにおいて算出された第1時間変動把持データに基づき、過去の時間変動の状態から現在の時間変動の状態を推定する状態遷移確率分布を算出する状態遷移確率分布算出ステップと、
前記事前確率分布算出ステップにおいて算出された事前確率分布及び前記状態遷移確率分布算出ステップにおいて算出された状態遷移確率分布に基づき、現在に観測された時間変動の状態から現在の時間変動の状態を推定する事後確率分布を算出する事後確率分布算出ステップと、
前記事後確率分布算出ステップにおいて算出された事後確率分布を含む第1の把持状態情報を、把持状態を認識するための情報として把持状態情報記憶手段に記憶させる把持状態情報格納ステップと、
第2の把持状態に基づき取得された前記把持データ群を第2把持データ群として取得する第2把持データ取得ステップと、
前記第2把持データ取得ステップにおいて取得された第2把持データ群に基づく前記時間変動把持データを第2時間変動把持データとして算出する第2時間変動把持データ算出ステップと、
前記第2時間変動把持データ算出ステップにおいて算出された第2時間変動把持データに基づき、前記把持状態情報記憶手段に記憶された第1の把持状態情報を用いて、第2時間変動把持データに示される時間変動が、前記第1の把持状態における時間変動に該当する確率を示す該当確率を算出する該当確率算出ステップと、
前記該当確率算出ステップにおいて算出された該当確率が所定の閾値以上である場合に、前記第2の把持状態が前記第1の把持状態に該当すると判定する判定ステップと、
を有する認識方法。 - 第3の把持状態に基づき取得された前記把持データ群を更新用把持データ群として取得する更新用把持データ取得ステップと、
前記更新用把持データ取得ステップにおいて取得された更新用把持データ群に基づく前記時間変動把持データを、更新用時間変動把持データとして算出する更新用時間変動把持データ算出ステップと、
前記更新用時間変動把持データ算出ステップにおいて算出された更新用時間変動把持データに基づく前記事前確率分布を、更新用事前確率分布として算出する更新用事前確率分布算出ステップと、
前記更新用時間変動把持データ算出ステップにおいて算出された更新用時間変動把持データに基づく前記状態遷移確率分布を、更新用状態遷移確率分布として算出する更新用状態遷移確率分布算出ステップと、
前記更新用事前確率分布算出ステップにおいて算出された更新用事前確率分布及び前記更新用状態遷移確率分布算出ステップにおいて算出された更新用状態遷移確率分布に基づく前記事後確率分布を、更新用事後確率分布として算出する更新用事後確率分布算出ステップと、
第4の把持状態に基づき取得された前記把持データ群を更新検証用把持データ群として取得する更新検証用把持データ取得ステップと、
前記更新検証用把持データ取得ステップにおいて取得された更新検証用把持データ群に基づく前記時間変動把持データを更新検証用時間変動把持データとして算出する更新検証用時間変動把持データ算出ステップと、
前記更新検証用時間変動把持データ算出ステップにおいて算出された更新検証用時間変動把持データに基づき、前記把持状態情報記憶手段に記憶された第1の把持状態情報における事後確率分布を用いて、前記更新検証用時間変動把持データ算出ステップにおいて算出された更新検証用時間変動把持データに示される時間変動が、前記第1の把持状態における時間変動に該当する確率を示す第1の該当確率を算出し、前記更新用事後確率分布算出ステップにおいて算出された更新用事後確率分布を用いて、前記更新検証用時間変動把持データに示される時間変動が、前記第3の把持状態における時間変動に該当する確率を示す第2の該当確率を算出する第2該当確率算出ステップと、
前記第2該当確率算出ステップにおいて算出された前記第1の該当確率より前記第2の該当確率の方が大きいか否かを判定する第2判定ステップと、
前記第2判定ステップにおいて前記第1の該当確率より前記第2の該当確率の方が大きいと判定された場合に、前記把持状態情報記憶手段に記憶された第1の把持状態情報を、前記更新用事後確率分布を含む第3の把持状態情報に更新する更新ステップと、
を更に有する請求項8に記載の認識方法。 - 端末と、ユーザによる前記端末の把持状態を示し該端末において時系列に検出された複数の把持データを含む把持データ群に基づき、ユーザによる端末の把持状態を認識する認識装置と、を含む認識システムであって、
前記端末は、
前記把持データを検出する検出手段と、
前記検出手段により時系列に検出された複数の把持データを含む把持データ群を前記認識装置に送信する送信手段と、
を備え、
前記認識装置は、
前記端末から送信された把持データ群であって第1の把持状態に基づき取得された前記把持データ群を第1把持データ群として取得する第1把持データ取得手段と、
前記把持データ群に含まれる各時刻における前記把持データの時間変動を示す時間変動データの群からなる時間変動把持データであって、前記第1把持データ取得手段により取得された第1把持データ群に基づく前記時間変動把持データを第1時間変動把持データとして算出する第1時間変動把持データ算出手段と、
前記第1時間変動把持データ算出手段により算出された第1時間変動把持データに基づき、過去に観測された時間変動の状態から過去の時間変動の状態を推定する事前確率分布を算出する事前確率分布算出手段と、
前記第1時間変動把持データ算出手段により算出された第1時間変動把持データに基づき、過去の時間変動の状態から現在の時間変動の状態を推定する状態遷移確率分布を算出する状態遷移確率分布算出手段と、
前記事前確率分布算出手段により算出された事前確率分布及び前記状態遷移確率分布算出手段により算出された状態遷移確率分布に基づき、現在に観測された時間変動の状態から現在の時間変動の状態を推定する事後確率分布を算出する事後確率分布算出手段と、
前記事後確率分布算出手段により算出された事後確率分布を含む第1の把持状態情報を、把持状態を認識するための情報として、把持状態情報記憶手段に記憶させる把持状態情報格納手段と、
前記端末から送信された把持データ群であって第2の把持状態に基づき取得された前記把持データ群を第2把持データ群として取得する第2把持データ取得手段と、
前記第2把持データ取得手段により取得された第2把持データ群に基づく前記時間変動把持データを第2時間変動把持データとして算出する第2時間変動把持データ算出手段と、
前記第2時間変動把持データ算出手段により算出された第2時間変動把持データに基づき、前記把持状態情報記憶手段に記憶された第1の把持状態情報を用いて、第2時間変動把持データに示される時間変動が、前記第1の把持状態における時間変動に該当する確率を示す該当確率を算出する該当確率算出手段と、
前記該当確率算出手段により算出された該当確率が所定の閾値以上である場合に、前記第2の把持状態が前記第1の把持状態に該当すると判定する判定手段と、を備える認識システム。 - 前記認識装置は、
前記判定手段による判定の結果に関する認識情報を前記端末に送信する認識情報送信手段を更に備え、
前記端末は、
前記認識装置から送信された認識情報を受信する認識情報受信手段と、
前記認識情報受信手段により受信された認識情報に応じた所定の処理を実行する実行手段と、を更に備える、
請求項10に記載の認識システム。
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