JP7269630B2 - 位置推定装置、照明装置特定装置、学習器、及びプログラム - Google Patents
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Description
このような構成により、専用の照明装置を用いなくても、照明装置の個体差を用いて、センサによって検出された光に対応する照明装置を特定することができる。また、その特定のために、可聴域以下の周波数の周波数パターンを用いるため、例えば、音声処理のための回路を用いてAD変換等を行うことができ、照明装置を特定するための専用の回路等を用意しなくてもよいというメリットがある。
このような構成により、周波数パターンの情報量を少なくすることができる。なお、照明光の明滅に関する周波数パターンを用いる場合には、上記非特許文献1に記載された技術で要求されるような高い分解能は必要なく、高い周波数の範囲において特にそうである。したがって、周波数が大きくなるほど、周波数間隔がより大きくなる周波数パターンを用いることにより、情報量を削減できると共に、照明装置の特定の精度の低下を抑えることもできる。
このような構成により、センサが照明装置の間に位置する場合においても、そのセンサに関する位置を推定することができる。
式1:x=Σdipi
(ステップS101)位置推定部12は、位置の推定を行うかどうか判断する。そして、位置の推定を行う場合には、ステップS102に進み、そうでない場合には、位置の推定を行うと判断するまで、ステップS101の処理を繰り返す。なお、位置推定部12は、例えば、位置推定装置1が、位置を推定する旨の指示をユーザ等から受け付けた場合に、位置を推定すると判断してもよい。
本実験は、大阪工業大学梅田キャンパス(大阪市茶屋町)の16階の空間で行った。照明装置として、天井に設置されている20個の直管形のLED照明(コイズミ照明製、逆富士、W150)を用いた。本実験では、スマートフォンの音声入力端子に、フォトダイオードと抵抗器とを含む回路であるセンサ21を取り付けたものを用いて、モノラルの44.1kHzでサンプリング(録音)した。それ以降の処理には、パーソナル・コンピュータを用いた。周波数パターンの取得としては、センサ21による4秒分の検出結果を、離散フーリエ変換(DFT)して、100Hz~22kHzの範囲を0.25Hz刻みで取得し、その結果について、周波数領域を対数目盛として等分割してデータ量を削減した結果を用いた。なお、本実験では、周波数パターンは、1024次元の特徴ベクトルであった。
入力層:入力のノード数は1024個
第1層:全結合層、出力のノード数は2048個
第2層:全結合層、出力のノード数は3072個
第3層:全結合層、出力のノード数は3072個
第3層の出力に、50%を無効にするドロップアウトを適用した。
第4層:全結合層、出力のノード数は2048個
第5層:全結合層、出力のノード数は20個、ソフトマックスを適用した。
実験1では、20個の照明装置のそれぞれの直下において、照明光のセンシングを行った。そのセンシング結果を用いて位置推定を行った結果を、図3(a)に示している。図3(a)において、照明装置の位置が、図形「×」で示されており、推定された位置が、図形「+」で示されている。図3(a)で示されるように、多くの照明装置について、正確な位置推定を行うことができていることが分かる。
実験2では、20個の照明装置のそれぞれの直下と、照明装置が真上に存在しない間の位置とにおいて、照明光のセンシングを行った。そのセンシング結果を用いて位置推定を行った結果を、図3(b)に示している。図3(b)において、照明光のセンシングを行った位置が、図形「×」で示されており、推定された位置が、図形「+」で示されている。図3(b)において、y=0(mm)のセンシング位置、及びy=3000(mm)付近のセンシング位置は、照明装置の直下の位置である。それ以外の4点のセンシング位置は、照明装置が真上に存在しない間の位置である。また、一部のセンシング位置と推定位置とについては、両者の対応関係を破線で示している。図3(b)で示されるように、照明装置の直下では、一部を除いて、高い精度で位置推定を行うことができている。また、照明装置の間の位置においても、4個のセンシング位置のうち、2個については、2メートル程度の誤差で位置を推定できていることが分かる。
2 照明装置特定装置
11 対応情報記憶部
12 位置推定部
13 出力部
21 センサ
22 周波数パターン取得部
23 学習器記憶部
24 照明識別子取得部
Claims (5)
- 照明装置からの光を検出するセンサと、
前記センサによる検出結果をフーリエ変換することによって、前記照明装置からの光の明滅に関する可聴域以下の周波数の周波数パターンを取得する周波数パターン取得部と、
照明装置からの光の明滅に関する可聴域以下の周波数の周波数パターンである訓練用入力情報と、当該訓練用入力情報に対応する照明装置を示す訓練用出力情報との組を複数用いて学習された学習器が記憶される学習器記憶部と、
前記周波数パターン取得部によって取得された周波数パターンを前記学習器に適用することによって、前記センサによって検出された光に対応する照明装置を識別する照明識別子を取得する照明識別子取得部と、を備え、
前記周波数パターンは、周波数領域において、周波数が大きくなるほど、より大きい周波数間隔となる周波数に関するパターンである、照明装置特定装置。 - 照明装置からの光を検出するセンサと、
前記センサによる検出結果をフーリエ変換することによって、前記照明装置からの光の明滅に関する可聴域以下の周波数の周波数パターンを取得する周波数パターン取得部と、
照明装置からの光の明滅に関する可聴域以下の周波数の周波数パターンである訓練用入力情報と、当該訓練用入力情報に対応する照明装置を示す訓練用出力情報との組を複数用いて学習された学習器が記憶される学習器記憶部と、
前記周波数パターン取得部によって取得された周波数パターンを前記学習器に適用することによって、前記センサによって検出された光に対応する照明装置を識別する照明識別子を取得する照明識別子取得部と、
照明識別子と当該照明識別子で識別される照明装置の位置とを対応付ける対応情報が記憶される対応情報記憶部と、
前記対応情報と前記照明識別子取得部によって取得された照明識別子とを用いて前記センサに関する位置を推定する位置推定部と、
前記位置推定部によって推定された位置を出力する出力部と、を備え、
前記照明識別子取得部は、2以上の照明識別子と、当該2以上の照明識別子にそれぞれ対応する尤度とを取得するものであり、
前記位置推定部は、前記照明識別子取得部によって取得された2以上の照明識別子に対応付けられている照明装置の位置と、当該2以上の照明識別子にそれぞれ対応する尤度である重みとを用いて、前記センサに関する位置を推定する、位置推定装置。 - 照明装置からの光の明滅に関する可聴域以下の周波数の周波数パターンである訓練用入力情報と、当該訓練用入力情報に対応する照明装置を示す訓練用出力情報との複数の組の学習結果である学習器であって、
前記周波数パターンは、周波数領域において、周波数が大きくなるほど、より大きい周波数間隔となる周波数に関するパターンであり、
センサによる検出結果をフーリエ変換することによって取得された、照明装置からの光の明滅に関する可聴域以下の周波数の周波数パターンが適用されると、前記センサによって検出された光に対応する照明装置を識別する照明識別子を取得することができる、学習器。 - コンピュータを、
照明装置からの光を検出するセンサによる検出結果をフーリエ変換することによって、前記照明装置からの光の明滅に関する可聴域以下の周波数の周波数パターンを取得する周波数パターン取得部、
前記周波数パターン取得部によって取得された周波数パターンを、照明装置からの光の明滅に関する可聴域以下の周波数の周波数パターンである訓練用入力情報と、当該訓練用入力情報に対応する照明装置を示す訓練用出力情報との組を複数用いて学習された学習器に適用することによって、前記センサによって検出された光に対応する照明装置を識別する照明識別子を取得する照明識別子取得部として機能させ、
前記周波数パターンは、周波数領域において、周波数が大きくなるほど、より大きい周波数間隔となる周波数に関するパターンである、プログラム。 - コンピュータを、
照明装置からの光を検出するセンサによる検出結果をフーリエ変換することによって、前記照明装置からの光の明滅に関する可聴域以下の周波数の周波数パターンを取得する周波数パターン取得部、
前記周波数パターン取得部によって取得された周波数パターンを、照明装置からの光の明滅に関する可聴域以下の周波数の周波数パターンである訓練用入力情報と、当該訓練用入力情報に対応する照明装置を示す訓練用出力情報との組を複数用いて学習された学習器に適用することによって、前記センサによって検出された光に対応する照明装置を識別する照明識別子を取得する照明識別子取得部、
照明識別子と当該照明識別子で識別される照明装置の位置とを対応付ける対応情報と、前記照明識別子取得部によって取得された照明識別子とを用いて前記センサに関する位置を推定する位置推定部、
前記位置推定部によって推定された位置を出力する出力部として機能させ、
前記照明識別子取得部は、2以上の照明識別子と、当該2以上の照明識別子にそれぞれ対応する尤度とを取得するものであり、
前記位置推定部は、前記照明識別子取得部によって取得された2以上の照明識別子に対応付けられている照明装置の位置と、当該2以上の照明識別子にそれぞれ対応する尤度である重みとを用いて、前記センサに関する位置を推定する、プログラム。
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JP2010261896A (ja) | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Ntn Corp | 位置検出装置及び位置検出方法 |
US20150377609A1 (en) | 2014-06-30 | 2015-12-31 | Microsoft Corporation | Light based positioning |
WO2017204839A1 (en) | 2016-05-23 | 2017-11-30 | Thomson Licensing | Method and apparatus for indoor localization |
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