KR20220054133A - Pedestrian trajectory prediction apparatus - Google Patents

Pedestrian trajectory prediction apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20220054133A
KR20220054133A KR1020200138701A KR20200138701A KR20220054133A KR 20220054133 A KR20220054133 A KR 20220054133A KR 1020200138701 A KR1020200138701 A KR 1020200138701A KR 20200138701 A KR20200138701 A KR 20200138701A KR 20220054133 A KR20220054133 A KR 20220054133A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
feature
pedestrian
robot
prediction device
unit
Prior art date
Application number
KR1020200138701A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102591707B1 (en
Inventor
전해곤
배인환
Original Assignee
광주과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광주과학기술원 filed Critical 광주과학기술원
Priority to KR1020200138701A priority Critical patent/KR102591707B1/en
Publication of KR20220054133A publication Critical patent/KR20220054133A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102591707B1 publication Critical patent/KR102591707B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34Route searching; Route guidance
    • G01C21/3446Details of route searching algorithms, e.g. Dijkstra, A*, arc-flags, using precalculated routes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/04Architecture, e.g. interconnection topology

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Presented is an artificial intelligence device that updates a feature used for predicting a pedestrian path using a characteristic of the pedestrian path. According to the present invention, a pedestrian path prediction device comprises a first feature updating unit that updates a first feature of a pedestrian path. The first feature update unit includes a multiscale setting unit that provides a graph set using a distance scale between nodes as an edge weight.

Description

보행경로예측장치{Pedestrian trajectory prediction apparatus}Pedestrian trajectory prediction apparatus

본 발명은 보행자의 보행경로를 예측하는 보행경로예측장치에 관한 것이다. The present invention relates to a walking path prediction device for predicting a walking path of a pedestrian.

인공 지능(artificial intelligence)은 인간의 지능으로 할 수 있는 사고, 학습, 자기계발 등을 컴퓨터가 할 수 있도록 하는 방법을 연구하는 컴퓨터 공학 및 정보기술의 한 분야로, 컴퓨터가 인간의 지능적인 행동을 모방할 수 있도록 하는 것을 의미한다. Artificial intelligence (artificial intelligence) is a field of computer engineering and information technology that studies how computers can do the thinking, learning, and self-development that can be done by human intelligence. This means that it can be imitated.

또한, 인공지능은 그 자체로 존재하는 것이 아니라, 컴퓨터 과학의 다른 분야와 직간접으로 많은 관련을 맺고 있다. 특히 현대에는 정보기술의 여러 분야에서 인공지능적 요소를 도입하여, 그 분야의 문제 풀이에 활용하려는 시도가 매우 활발하게 이루어지고 있다.In addition, artificial intelligence does not exist by itself, but is directly or indirectly related to other fields of computer science. In particular, in modern times, attempts are being made to introduce artificial intelligence elements in various fields of information technology and use them to solve problems in that field.

한편, 인공지능을 이용하여 주변의 상황을 인지 및 학습하고 사용자가 원하는 정보를 원하는 형태로 제공하거나 사용자가 원하는 동작이나 기능을 수행하는 기술이 활발하게 연구되고 있다. 그리고 이러한 각종 동작과 기능을 제공하는 전자장치를 인공지능 디바이스라고 명칭 할 수 있다.On the other hand, technologies for recognizing and learning the surrounding situation using artificial intelligence, providing information desired by the user in a desired form, or performing an operation or function desired by the user are being actively researched. And, an electronic device that provides such various operations and functions may be called an artificial intelligence device.

인공지능 장치는 보행자의 경로를 예측할 수 있다. 상기 인공지능 장치는 보행경로예측장치일 수 있다. 이 경우 인공지능 장치는 예를 들어 보행로봇에 탑재되어, 보행로봇의 보행을 안내할 수 있다. AI devices can predict the path of pedestrians. The artificial intelligence device may be a walking path prediction device. In this case, the artificial intelligence device may be mounted on, for example, a walking robot to guide the walking of the walking robot.

보행경로를 예측하는 종래기술로서, 인용문헌 1이 제안된 바가 있다. 인용문헌 1은 그래프 컨벌루셔널 네트워크(GCN: graph convolutional network)을 이용하는 기술을 제시한다. 상기 인용문헌 1은 각 시공간 그래프 정보를 활용하여 보행자의 경로를 예측한다. 그러나, 인용문헌 1은 보행자가 사회적인 규범에 대응하여 움직이는 것을 반영하여 못한 결과, 보행경로예측이 부정확한 문제가 있다. As a prior art for predicting a walking path, Citation 1 has been proposed. Citation 1 presents a technique using a graph convolutional network (GCN). The cited document 1 predicts the path of a pedestrian by using each spatiotemporal graph information. However, Citation 1 does not reflect the movement of pedestrians in response to social norms, so there is a problem in that the prediction of the walking path is inaccurate.

Mohamed, A.; Qian, K.; Elhoseiny, M.; and Claudel, C. 2020. Social-STGCNN: A Social Spatio-Temporal Graph Convolutional Neural Network for Human Trajectory Prediction. In Proceedings of IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR).Mohamed, A.; Qian, K.; Elhoseiny, M.; and Claudel, C. 2020. Social-STGCNN: A Social Spatio-Temporal Graph Convolutional Neural Network for Human Trajectory Prediction. In Proceedings of IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR).

본 발명은 상기되는 배경에서 제안되는 것으로 보행경로의 특성을 이용하여 보행경로 예측에 사용되는 피처를 업데이트하는 인공지능장치를 제안한다. 상기 인공지능장치는 보행경로를 예측할 수 있다. The present invention proposes an artificial intelligence apparatus for updating a feature used for predicting a walking path by using the characteristics of the walking path as proposed in the background described above. The artificial intelligence device may predict a walking path.

본 발명에 따른 보행경로예측장치에는, 보행경로의 제 1 피처를 업데이트하는 제 1 피처 업데이트부를 포함하고, 상기 제 1 피처 업데이트부는, 노드 간의 거리 스케일을 에지 가중치로 활용하여 그래프 세트를 제공하는 멀티스케일설정부를 포함한다. The apparatus for predicting a walking path according to the present invention includes a first feature update unit for updating a first feature of a walking path, and the first feature update unit provides a graph set by using a distance scale between nodes as an edge weight. It includes a scale setting unit.

본 발명에 따르면 정확한 보행경로를 예측할 수 있다. According to the present invention, it is possible to predict an accurate walking path.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 서버를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 시스템을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 장치를 설명하는 도면.
도 5는 멀티스케일설정부의 작용을 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 효과를 설명하는 테이블.
1 is a view showing an artificial intelligence device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an artificial intelligence server according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an artificial intelligence system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an artificial intelligence device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the operation of the multi-scale setting unit.
Fig. 6 is a table for explaining the effect of the present invention;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

<인공 지능(AI: Artificial Intelligence)><Artificial Intelligence (AI)>

인공 지능은 인공적인 지능 또는 이를 만들 수 있는 방법론을 연구하는 분야를 의미하며, 머신 러닝(기계 학습, Machine Learning)은 인공 지능 분야에서 다루는 다양한 문제를 정의하고 그것을 해결하는 방법론을 연구하는 분야를 의미한다. 머신 러닝은 어떠한 작업에 대하여 꾸준한 경험을 통해 그 작업에 대한 성능을 높이는 알고리즘으로 정의하기도 한다.Artificial intelligence refers to a field that studies artificial intelligence or methodologies that can make it, and machine learning refers to a field that defines various problems dealt with in the field of artificial intelligence and studies methodologies to solve them. do. Machine learning is also defined as an algorithm that improves the performance of a certain task through constant experience.

인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)은 머신 러닝에서 사용되는 모델로써, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다. 인공 신경망은 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴, 모델 파라미터를 갱신하는 학습 과정, 출력값을 생성하는 활성화 함수(Activation Function)에 의해 정의될 수 있다.An artificial neural network (ANN) is a model used in machine learning, and may refer to an overall model having problem-solving ability, which is composed of artificial neurons (nodes) that form a network by combining synapses. An artificial neural network may be defined by a connection pattern between neurons of different layers, a learning process that updates model parameters, and an activation function that generates an output value.

인공 신경망은 입력층(Input Layer), 출력층(Output Layer), 그리고 선택적으로 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer)를 포함할 수 있다. 각 층은 하나 이상의 뉴런을 포함하고, 인공 신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다. 인공 신경망에서 각 뉴런은 시냅스를 통해 입력되는 입력 신호들, 가중치, 편향에 대한 활성 함수의 함숫값을 출력할 수 있다. The artificial neural network may include an input layer, an output layer, and optionally one or more hidden layers. Each layer includes one or more neurons, and the artificial neural network may include neurons and synapses connecting neurons. In the artificial neural network, each neuron may output a function value of an activation function for input signals, weights, and biases input through synapses.

모델 파라미터는 학습을 통해 결정되는 파라미터를 의미하며, 시냅스 연결의 가중치와 뉴런의 편향 등이 포함된다. 그리고, 하이퍼파라미터는 머신 러닝 알고리즘에서 학습 전에 설정되어야 하는 파라미터를 의미하며, 학습률(Learning Rate), 반복 횟수, 미니 배치 크기, 초기화 함수 등이 포함된다.A model parameter means a parameter determined through learning, and includes the weight of the synaptic connection and the bias of the neuron. In addition, the hyperparameter refers to a parameter that must be set before learning in a machine learning algorithm, and includes a learning rate, the number of iterations, a mini-batch size, an initialization function, and the like.

인공 신경망의 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다. 손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표로 이용될 수 있다.The purpose of learning the artificial neural network can be seen as determining the model parameters that minimize the loss function. The loss function may be used as an index for determining optimal model parameters in the learning process of the artificial neural network.

머신 러닝은 학습 방식에 따라 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류할 수 있다.Machine learning can be classified into supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning according to a learning method.

지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다.Supervised learning refers to a method of training an artificial neural network in a state where a label for the training data is given, and the label is the correct answer (or result value) that the artificial neural network should infer when the training data is input to the artificial neural network. can mean Unsupervised learning may refer to a method of training an artificial neural network in a state where no labels are given for training data. Reinforcement learning can refer to a learning method in which an agent defined in an environment learns to select an action or sequence of actions that maximizes the cumulative reward in each state.

인공 신경망 중에서 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)으로 구현되는 머신 러닝을 딥 러닝(심층 학습, Deep Learning)이라 부르기도 하며, 딥 러닝은 머신 러닝의 일부이다. 이하에서, 머신 러닝은 딥 러닝을 포함하는 의미로 사용된다.Among artificial neural networks, machine learning implemented as a deep neural network (DNN) including a plurality of hidden layers is also called deep learning (deep learning), and deep learning is a part of machine learning. Hereinafter, machine learning is used in a sense including deep learning.

<로봇(Robot)><Robot>

로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계를 의미할 수 있다. 특히, 환경을 인식하고 스스로 판단하여 동작을 수행하는 기능을 갖는 로봇을 지능형 로봇이라 칭할 수 있다.A robot can mean a machine that automatically handles or operates a task given by its own capabilities. In particular, a robot having a function of recognizing an environment and performing an operation by self-judgment may be referred to as an intelligent robot.

로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류할 수 있다.Robots can be classified into industrial, medical, home, military, etc. depending on the purpose or field of use.

로봇은 액츄에이터 또는 모터를 포함하는 구동부를 구비하여 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 이동 가능한 로봇은 구동부에 휠, 브레이크, 프로펠러 등이 포함되어, 구동부를 통해 지상에서 주행하거나 공중에서 비행할 수 있다.The robot may be provided with a driving unit including an actuator or a motor to perform various physical operations such as moving the robot joints. In addition, the movable robot includes a wheel, a brake, a propeller, and the like in the driving unit, and may travel on the ground or fly in the air through the driving unit.

<자율 주행(Self-Driving)><Self-Driving>

자율 주행은 스스로 주행하는 기술을 의미하며, 자율 주행 차량은 사용자의 조작 없이 또는 사용자의 최소한의 조작으로 주행하는 차량(Vehicle)을 의미한다.Autonomous driving refers to a technology that drives itself, and an autonomous driving vehicle refers to a vehicle that travels without or with minimal manipulation of a user.

예컨대, 자율 주행에는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등이 모두 포함될 수 있다.For example, autonomous driving includes technology for maintaining a driving lane, technology for automatically adjusting speed such as adaptive cruise control, technology for automatically driving along a predetermined route, technology for automatically setting a route when a destination is set, etc. All of these can be included.

차량은 내연 기관만을 구비하는 차량, 내연 기관과 전기 모터를 함께 구비하는 하이브리드 차량, 그리고 전기 모터만을 구비하는 전기 차량을 모두 포괄하며, 자동차뿐만 아니라 기차, 오토바이 등을 포함할 수 있다.The vehicle includes a vehicle having only an internal combustion engine, a hybrid vehicle having both an internal combustion engine and an electric motor, and an electric vehicle having only an electric motor, and may include not only automobiles, but also trains, motorcycles, and the like.

이때, 자율 주행 차량은 자율 주행 기능을 가진 로봇으로 볼 수 있다.In this case, the autonomous vehicle can be viewed as a robot having an autonomous driving function.

<확장 현실(XR: eXtended Reality)><Extended Reality (XR)>

확장 현실은 가상 현실(VR: Virtual Reality), 증강 현실(AR: Augmented Reality), 혼합 현실(MR: Mixed Reality)을 총칭한다. VR 기술은 현실 세계의 객체나 배경 등을 CG 영상으로만 제공하고, AR 기술은 실제 사물 영상 위에 가상으로 만들어진 CG 영상을 함께 제공하며, MR 기술은 현실 세계에 가상 객체들을 섞고 결합시켜서 제공하는 컴퓨터 그래픽 기술이다.The extended reality is a generic term for virtual reality (VR), augmented reality (AR), and mixed reality (MR). VR technology provides only CG images of objects or backgrounds in the real world, AR technology provides virtual CG images on top of images of real objects, and MR technology is a computer that mixes and combines virtual objects in the real world. graphic technology.

MR 기술은 현실 객체와 가상 객체를 함께 보여준다는 점에서 AR 기술과 유사하다. 그러나, AR 기술에서는 가상 객체가 현실 객체를 보완하는 형태로 사용되는 반면, MR 기술에서는 가상 객체와 현실 객체가 동등한 성격으로 사용된다는 점에서 차이점이 있다.MR technology is similar to AR technology in that it shows both real and virtual objects. However, there is a difference in that in AR technology, a virtual object is used in a form that complements a real object, whereas in MR technology, a virtual object and a real object are used with equal characteristics.

XR 기술은 HMD(Head-Mount Display), HUD(Head-Up Display), 휴대폰, 태블릿 PC, 랩탑, 데스크탑, TV, 디지털 사이니지 등에 적용될 수 있고, XR 기술이 적용된 장치를 XR 장치(XR Device)라 칭할 수 있다.XR technology can be applied to HMD (Head-Mount Display), HUD (Head-Up Display), mobile phone, tablet PC, laptop, desktop, TV, digital signage, etc. can be called

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 장치(100)를 나타낸다.1 shows an AI device 100 according to an embodiment of the present invention.

AI 장치(100)는 TV, 프로젝터, 휴대폰, 스마트폰, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다. AI device 100 is TV, projector, mobile phone, smart phone, desktop computer, notebook computer, digital broadcasting terminal, PDA (personal digital assistants), PMP (portable multimedia player), navigation, tablet PC, wearable device, set-top box (STB) ), a DMB receiver, a radio, a washing machine, a refrigerator, a desktop computer, a digital signage, a robot, a vehicle, etc., may be implemented as a stationary device or a movable device.

도 1을 참조하면, 단말기(100)는 통신부(110), 입력부(120), 러닝 프로세서(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(170) 및 프로세서(180) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the terminal 100 includes a communication unit 110 , an input unit 120 , a learning processor 130 , a sensing unit 140 , an output unit 150 , a memory 170 and a processor 180 , etc. may include

통신부(110)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 장치(100a 내지 100e)나 AI 서버(200) 등의 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신부(110)는 외부 장치들과 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등을 송수신할 수 있다.The communication unit 110 may transmit/receive data to and from external devices such as other AI devices 100a to 100e or the AI server 200 using wired/wireless communication technology. For example, the communication unit 110 may transmit and receive sensor information, a user input, a learning model, a control signal, and the like with external devices.

이때, 통신부(110)가 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), 5G, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth??), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있다.In this case, the communication technology used by the communication unit 110 includes GSM (Global System for Mobile communication), CDMA (Code Division Multi Access), LTE (Long Term Evolution), 5G, WLAN (Wireless LAN), Wi-Fi (Wireless-Fidelity) ), Bluetooth??, RFID (Radio Frequency Identification), Infrared Data Association (IrDA), ZigBee, NFC (Near Field Communication), and the like.

입력부(120)는 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다.The input unit 120 may acquire various types of data.

이때, 입력부(120)는 영상 신호 입력을 위한 카메라, 오디오 신호를 수신하기 위한 마이크로폰, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 여기서, 카메라나 마이크로폰을 센서로 취급하여, 카메라나 마이크로폰으로부터 획득한 신호를 센싱 데이터 또는 센서 정보라고 할 수도 있다.In this case, the input unit 120 may include a camera for inputting an image signal, a microphone for receiving an audio signal, a user input unit for receiving information from a user, and the like. Here, by treating the camera or the microphone as a sensor, a signal obtained from the camera or the microphone may be referred to as sensing data or sensor information.

입력부(120)는 모델 학습을 위한 학습 데이터 및 학습 모델을 이용하여 출력을 획득할 때 사용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(120)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(180) 또는 러닝 프로세서(130)는 입력 데이터에 대하여 전처리로써 입력 특징점(input feature)을 추출할 수 있다.The input unit 120 may acquire training data for model training and input data to be used when acquiring an output using the training model. The input unit 120 may acquire raw input data, and in this case, the processor 180 or the learning processor 130 may extract an input feature by preprocessing the input data.

러닝 프로세서(130)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 여기서, 학습된 인공 신경망을 학습 모델이라 칭할 수 있다. 학습 모델은 학습 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있고, 추론된 값은 어떠한 동작을 수행하기 위한 판단의 기초로 이용될 수 있다.The learning processor 130 may train a model composed of an artificial neural network by using the training data. Here, the learned artificial neural network may be referred to as a learning model. The learning model may be used to infer a result value with respect to new input data other than the training data, and the inferred value may be used as a basis for a decision to perform a certain operation.

이때, 러닝 프로세서(130)는 AI 서버(200)의 러닝 프로세서(240)과 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다.In this case, the learning processor 130 may perform AI processing together with the learning processor 240 of the AI server 200 .

이때, 러닝 프로세서(130)는 AI 장치(100)에 통합되거나 구현된 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 러닝 프로세서(130)는 메모리(170), AI 장치(100)에 직접 결합된 외부 메모리 또는 외부 장치에서 유지되는 메모리를 사용하여 구현될 수도 있다.In this case, the learning processor 130 may include a memory integrated or implemented in the AI device 100 . Alternatively, the learning processor 130 may be implemented using the memory 170 , an external memory directly coupled to the AI device 100 , or a memory maintained in an external device.

센싱부(140)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 장치(100) 내부 정보, AI 장치(100)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.The sensing unit 140 may acquire at least one of internal information of the AI device 100 , information on the surrounding environment of the AI device 100 , and user information by using various sensors.

이때, 센싱부(140)에 포함되는 센서에는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 라이다, 레이더 등이 있다.At this time, sensors included in the sensing unit 140 include a proximity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, an RGB sensor, an IR sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone, and a lidar. , radar, etc.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다. The output unit 150 may generate an output related to sight, hearing, or touch.

이때, 출력부(150)에는 시각 정보를 출력하는 디스플레이부, 청각 정보를 출력하는 스피커, 촉각 정보를 출력하는 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.In this case, the output unit 150 may include a display unit that outputs visual information, a speaker that outputs auditory information, and a haptic module that outputs tactile information.

메모리(170)는 AI 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(170)는 입력부(120)에서 획득한 입력 데이터, 학습 데이터, 학습 모델, 학습 히스토리 등을 저장할 수 있다.The memory 170 may store data supporting various functions of the AI device 100 . For example, the memory 170 may store input data obtained from the input unit 120 , learning data, a learning model, a learning history, and the like.

프로세서(180)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 장치(100)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(180)는 AI 장치(100)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.The processor 180 may determine at least one executable operation of the AI device 100 based on information determined or generated using a data analysis algorithm or a machine learning algorithm. In addition, the processor 180 may control the components of the AI device 100 to perform the determined operation.

이를 위해, 프로세서(180)는 러닝 프로세서(130) 또는 메모리(170)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 상기 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 장치(100)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.To this end, the processor 180 may request, search, receive, or utilize the data of the learning processor 130 or the memory 170, and perform a predicted operation or an operation determined to be preferable among the at least one executable operation. It is possible to control the components of the AI device 100 to execute.

이때, 프로세서(180)는 결정된 동작을 수행하기 위하여 외부 장치의 연계가 필요한 경우, 해당 외부 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 해당 외부 장치에 전송할 수 있다.In this case, when the connection of the external device is required to perform the determined operation, the processor 180 may generate a control signal for controlling the corresponding external device and transmit the generated control signal to the corresponding external device.

프로세서(180)는 사용자 입력에 대하여 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 사용자의 요구 사항을 결정할 수 있다.The processor 180 may obtain intention information with respect to a user input, and determine a user's requirement based on the obtained intention information.

이때, 프로세서(180)는 음성 입력을 문자열로 변환하기 위한 STT(Speech To Text) 엔진 또는 자연어의 의도 정보를 획득하기 위한 자연어 처리(NLP: Natural Language Processing) 엔진 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여, 사용자 입력에 상응하는 의도 정보를 획득할 수 있다. In this case, the processor 180 uses at least one of a speech to text (STT) engine for converting a voice input into a character string or a natural language processing (NLP) engine for obtaining intention information of a natural language, Intention information corresponding to the input may be obtained.

이때, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 적어도 일부가 머신 러닝 알고리즘에 따라 학습된 인공 신경망으로 구성될 수 있다. 그리고, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 러닝 프로세서(130)에 의해 학습된 것이나, AI 서버(200)의 러닝 프로세서(240)에 의해 학습된 것이거나, 또는 이들의 분산 처리에 의해 학습된 것일 수 있다.At this time, at least one of the STT engine and the NLP engine may be configured as an artificial neural network, at least a part of which is learned according to a machine learning algorithm. And, at least one or more of the STT engine or the NLP engine is learned by the learning processor 130, or learned by the learning processor 240 of the AI server 200, or learned by distributed processing thereof. it could be

프로세서(180)는 AI 장치(100)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리(170) 또는 러닝 프로세서(130)에 저장하거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.The processor 180 collects history information including the user's feedback on the operation contents or operation of the AI device 100 and stores it in the memory 170 or the learning processor 130, or the AI server 200 It can be transmitted to an external device. The collected historical information may be used to update the learning model.

프로세서(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, AI 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, AI 장치(100)에 포함된 구성 요소들 중 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.The processor 180 may control at least some of the components of the AI device 100 in order to drive an application program stored in the memory 170 . Furthermore, in order to drive the application program, the processor 180 may operate two or more of the components included in the AI device 100 in combination with each other.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 서버(200)를 나타낸다.2 shows an AI server 200 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, AI 서버(200)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 여기서, AI 서버(200)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.Referring to FIG. 2 , the AI server 200 may refer to a device that trains an artificial neural network using a machine learning algorithm or uses a learned artificial neural network. Here, the AI server 200 may be configured with a plurality of servers to perform distributed processing, and may be defined as a 5G network. In this case, the AI server 200 may be included as a part of the AI device 100 to perform at least a part of AI processing together.

AI 서버(200)는 통신부(210), 메모리(230), 러닝 프로세서(240) 및 프로세서(260) 등을 포함할 수 있다.The AI server 200 may include a communication unit 210 , a memory 230 , a learning processor 240 , a processor 260 , and the like.

통신부(210)는 AI 장치(100) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.The communication unit 210 may transmit/receive data to and from an external device such as the AI device 100 .

메모리(230)는 모델 저장부(231)를 포함할 수 있다. 모델 저장부(231)는 러닝 프로세서(240)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 231a)을 저장할 수 있다.The memory 230 may include a model storage unit 231 . The model storage unit 231 may store a model (or artificial neural network, 231a) being trained or learned through the learning processor 240 .

러닝 프로세서(240)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(231a)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(200)에 탑재된 상태에서 이용되거나, AI 장치(100) 등의 외부 장치에 탑재되어 이용될 수도 있다.The learning processor 240 may train the artificial neural network 231a using the training data. The learning model may be used while being mounted on the AI server 200 of the artificial neural network, or may be used while being mounted on an external device such as the AI device 100 .

학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어(instruction)는 메모리(230)에 저장될 수 있다.The learning model may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software. When a part or all of the learning model is implemented in software, one or more instructions constituting the learning model may be stored in the memory 230 .

프로세서(260)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.The processor 260 may infer a result value with respect to new input data using the learning model, and may generate a response or a control command based on the inferred result value.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템(1)을 나타낸다.3 shows an AI system 1 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, AI 시스템(1)은 AI 서버(200), 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(10)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 등을 AI 장치(100a 내지 100e)라 칭할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the AI system 1 includes at least one of an AI server 200 , a robot 100a , an autonomous vehicle 100b , an XR device 100c , a smart phone 100d , or a home appliance 100e . It is connected to the cloud network 10 . Here, the robot 100a to which the AI technology is applied, the autonomous driving vehicle 100b, the XR device 100c, the smart phone 100d, or the home appliance 100e may be referred to as AI devices 100a to 100e.

클라우드 네트워크(10)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(10)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.The cloud network 10 may constitute a part of the cloud computing infrastructure or may refer to a network existing in the cloud computing infrastructure. Here, the cloud network 10 may be configured using a 3G network, a 4G or Long Term Evolution (LTE) network, or a 5G network.

즉, AI 시스템(1)을 구성하는 각 장치들(100a 내지 100e, 200)은 클라우드 네트워크(10)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(100a 내지 100e, 200)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.That is, each of the devices 100a to 100e and 200 constituting the AI system 1 may be connected to each other through the cloud network 10 . In particular, each of the devices 100a to 100e and 200 may communicate with each other through the base station, but may also directly communicate with each other without passing through the base station.

AI 서버(200)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.The AI server 200 may include a server performing AI processing and a server performing an operation on big data.

AI 서버(200)는 AI 시스템(1)을 구성하는 AI 장치들인 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(10)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(100a 내지 100e)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.The AI server 200 includes at least one of the AI devices constituting the AI system 1, such as a robot 100a, an autonomous vehicle 100b, an XR device 100c, a smartphone 100d, or a home appliance 100e, and It is connected through the cloud network 10 and may help at least a part of AI processing of the connected AI devices 100a to 100e.

이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100a 내지 100e)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(100a 내지 100e)에 전송할 수 있다. In this case, the AI server 200 may train an artificial neural network according to a machine learning algorithm on behalf of the AI devices 100a to 100e, and directly store the learning model or transmit it to the AI devices 100a to 100e.

이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100a 내지 100e)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(100a 내지 100e)로 전송할 수 있다.At this time, the AI server 200 receives input data from the AI devices 100a to 100e, infers a result value with respect to the input data received using the learning model, and provides a response or control command based on the inferred result value. It can be generated and transmitted to the AI devices 100a to 100e.

또는, AI 장치(100a 내지 100e)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.Alternatively, the AI devices 100a to 100e may infer a result value with respect to input data using a direct learning model, and generate a response or a control command based on the inferred result value.

이하에서는, 상술한 기술이 적용되는 AI 장치(100a 내지 100e)의 다양한 실시 예들을 설명한다. 여기서, 도 3에 도시된 AI 장치(100a 내지 100e)는 도 1에 도시된 AI 장치(100)의 구체적인 실시 예로 볼 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the AI devices 100a to 100e to which the above-described technology is applied will be described. Here, the AI devices 100a to 100e shown in FIG. 3 can be viewed as specific examples of the AI device 100 shown in FIG. 1 .

<AI+로봇><AI+Robot>

로봇(100a)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.The robot 100a may be implemented as a guide robot, a transport robot, a cleaning robot, a wearable robot, an entertainment robot, a pet robot, an unmanned flying robot, etc. to which AI technology is applied.

로봇(100a)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.The robot 100a may include a robot control module for controlling an operation, and the robot control module may mean a software module or a chip implemented as hardware.

로봇(100a)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(100a)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.The robot 100a acquires state information of the robot 100a by using sensor information obtained from various types of sensors, detects (recognizes) surrounding environments and objects, generates map data, moves path and travels A plan may be determined, a response to a user interaction may be determined, or an action may be determined.

여기서, 로봇(100a)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.Here, the robot 100a may use sensor information obtained from at least one sensor among LiDAR, radar, and camera in order to determine a movement route and a travel plan.

로봇(100a)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇(100a)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다. The robot 100a may perform the above-described operations using a learning model composed of at least one artificial neural network. For example, the robot 100a may recognize a surrounding environment and an object using a learning model, and may determine an operation using the recognized surrounding environment information or object information. Here, the learning model may be directly learned from the robot 100a or learned from an external device such as the AI server 200 .

이때, 로봇(100a)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.In this case, the robot 100a may perform an operation by generating a result using a direct learning model, but transmits sensor information to an external device such as the AI server 200 and receives the result generated accordingly to perform the operation You may.

로봇(100a)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(100a)을 주행시킬 수 있다. The robot 100a determines a movement path and travel plan using at least one of map data, object information detected from sensor information, or object information obtained from an external device, and controls the driving unit to apply the determined movement path and travel plan. Accordingly, the robot 100a may be driven.

맵 데이터에는 로봇(100a)이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.The map data may include object identification information for various objects disposed in a space in which the robot 100a moves. For example, the map data may include object identification information for fixed objects such as walls and doors and movable objects such as flowerpots and desks. In addition, the object identification information may include a name, a type, a distance, a location, and the like.

또한, 로봇(100a)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 로봇(100a)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.In addition, the robot 100a may perform an operation or drive by controlling the driving unit based on the user's control/interaction. In this case, the robot 100a may acquire intention information of an interaction according to a user's motion or voice utterance, determine a response based on the acquired intention information, and perform the operation.

<AI+자율주행><AI + Autonomous Driving>

자율 주행 차량(100b)은 AI 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다. The autonomous driving vehicle 100b may be implemented as a mobile robot, a vehicle, an unmanned aerial vehicle, etc. by applying AI technology.

자율 주행 차량(100b)은 자율 주행 기능을 제어하기 위한 자율 주행 제어 모듈을 포함할 수 있고, 자율 주행 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다. 자율 주행 제어 모듈은 자율 주행 차량(100b)의 구성으로써 내부에 포함될 수도 있지만, 자율 주행 차량(100b)의 외부에 별도의 하드웨어로 구성되어 연결될 수도 있다.The autonomous driving vehicle 100b may include an autonomous driving control module for controlling an autonomous driving function, and the autonomous driving control module may mean a software module or a chip implemented as hardware. The autonomous driving control module may be included as a component of the autonomous driving vehicle 100b, or may be configured and connected to the outside of the autonomous driving vehicle 100b as separate hardware.

자율 주행 차량(100b)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 자율 주행 차량(100b)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다. The autonomous vehicle 100b obtains state information of the autonomous vehicle 100b using sensor information obtained from various types of sensors, detects (recognizes) surrounding environments and objects, generates map data, A movement route and a driving plan may be determined, or an operation may be determined.

여기서, 자율 주행 차량(100b)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 로봇(100a)과 마찬가지로, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.Here, the autonomous driving vehicle 100b may use sensor information obtained from at least one sensor among a lidar, a radar, and a camera, similarly to the robot 100a, in order to determine a moving route and a driving plan.

특히, 자율 주행 차량(100b)은 시야가 가려지는 영역이나 일정 거리 이상의 영역에 대한 환경이나 객체는 외부 장치들로부터 센서 정보를 수신하여 인식하거나, 외부 장치들로부터 직접 인식된 정보를 수신할 수 있다.In particular, the autonomous vehicle 100b may receive sensor information from external devices to recognize an environment or object for an area where the field of view is obscured or an area over a certain distance, or receive information recognized directly from external devices. .

자율 주행 차량(100b)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 주행 동선을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 자율 주행 차량(100b)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다. The autonomous vehicle 100b may perform the above-described operations by using a learning model composed of at least one artificial neural network. For example, the autonomous driving vehicle 100b may recognize a surrounding environment and an object using a learning model, and may determine a driving route using the recognized surrounding environment information or object information. Here, the learning model may be directly learned from the autonomous vehicle 100b or learned from an external device such as the AI server 200 .

이때, 자율 주행 차량(100b)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.In this case, the autonomous vehicle 100b may generate a result by using the direct learning model and perform the operation, but it operates by transmitting sensor information to an external device such as the AI server 200 and receiving the result generated accordingly. can also be performed.

자율 주행 차량(100b)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 자율 주행 차량(100b)을 주행시킬 수 있다.The autonomous vehicle 100b determines a movement path and a driving plan by using at least one of map data, object information detected from sensor information, or object information acquired from an external device, and controls the driving unit to determine the movement path and driving The autonomous vehicle 100b may be driven according to a plan.

맵 데이터에는 자율 주행 차량(100b)이 주행하는 공간(예컨대, 도로)에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 가로등, 바위, 건물 등의 고정 객체들과 차량, 보행자 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.The map data may include object identification information for various objects disposed in a space (eg, a road) in which the autonomous vehicle 100b travels. For example, the map data may include object identification information for fixed objects such as street lights, rocks, and buildings, and movable objects such as vehicles and pedestrians. In addition, the object identification information may include a name, a type, a distance, a location, and the like.

또한, 자율 주행 차량(100b)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량(100b)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.Also, the autonomous vehicle 100b may perform an operation or drive by controlling the driving unit based on the user's control/interaction. In this case, the autonomous vehicle 100b may acquire intention information of an interaction according to a user's motion or voice utterance, determine a response based on the obtained intention information, and perform the operation.

<AI+XR><AI+XR>

XR 장치(100c)는 AI 기술이 적용되어, HMD(Head-Mount Display), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 휴대폰, 스마트 폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지, 차량, 고정형 로봇이나 이동형 로봇 등으로 구현될 수 있다.The XR device 100c is AI technology applied, so a head-mount display (HMD), a head-up display (HUD) provided in a vehicle, a television, a mobile phone, a smart phone, a computer, a wearable device, a home appliance, and a digital signage , a vehicle, a stationary robot, or a mobile robot.

XR 장치(100c)는 다양한 센서들을 통해 또는 외부 장치로부터 획득한 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터를 분석하여 3차원 포인트들에 대한 위치 데이터 및 속성 데이터를 생성함으로써 주변 공간 또는 현실 객체에 대한 정보를 획득하고, 출력할 XR 객체를 렌더링하여 출력할 수 있다. 예컨대, XR 장치(100c)는 인식된 물체에 대한 추가 정보를 포함하는 XR 객체를 해당 인식된 물체에 대응시켜 출력할 수 있다.The XR device 100c analyzes 3D point cloud data or image data acquired through various sensors or from an external device to generate location data and attribute data for 3D points, thereby providing information on surrounding space or real objects. It can be obtained and output by rendering the XR object to be output. For example, the XR apparatus 100c may output an XR object including additional information on the recognized object to correspond to the recognized object.

XR 장치(100c)는 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, XR 장치(100c)는 학습 모델을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터에서 현실 객체를 인식할 수 있고, 인식한 현실 객체에 상응하는 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 XR 장치(100c)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다. The XR apparatus 100c may perform the above-described operations using a learning model composed of at least one artificial neural network. For example, the XR apparatus 100c may recognize a real object from 3D point cloud data or image data using a learning model, and may provide information corresponding to the recognized real object. Here, the learning model may be directly learned from the XR device 100c or learned from an external device such as the AI server 200 .

이때, XR 장치(100c)는 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.In this case, the XR device 100c may perform an operation by generating a result using the direct learning model, but it transmits sensor information to an external device such as the AI server 200 and receives the result generated accordingly to perform the operation. can also be done

<AI+로봇+자율주행><AI+Robot+Autonomous Driving>

로봇(100a)은 AI 기술 및 자율 주행 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.The robot 100a may be implemented as a guide robot, a transport robot, a cleaning robot, a wearable robot, an entertainment robot, a pet robot, an unmanned flying robot, etc. to which AI technology and autonomous driving technology are applied.

AI 기술과 자율 주행 기술이 적용된 로봇(100a)은 자율 주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a) 등을 의미할 수 있다. The robot 100a to which AI technology and autonomous driving technology are applied may mean a robot having an autonomous driving function or a robot 100a that interacts with the autonomous driving vehicle 100b.

자율 주행 기능을 가진 로봇(100a)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.The robot 100a having an autonomous driving function may collectively refer to devices that move by themselves according to a given movement line without user's control or by determining a movement line by themselves.

자율 주행 기능을 가진 로봇(100a) 및 자율 주행 차량(100b)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 기능을 가진 로봇(100a) 및 자율 주행 차량(100b)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.The robot 100a with the autonomous driving function and the autonomous driving vehicle 100b may use a common sensing method to determine one or more of a moving route or a driving plan. For example, the robot 100a having an autonomous driving function and the autonomous driving vehicle 100b may determine one or more of a movement route or a driving plan by using information sensed through lidar, radar, and camera.

자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)과 별개로 존재하면서, 자율 주행 차량(100b)의 내부에서 자율 주행 기능에 연계되거나, 자율 주행 차량(100b)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다.The robot 100a interacting with the autonomous driving vehicle 100b exists separately from the autonomous driving vehicle 100b and is linked to an autonomous driving function inside the autonomous driving vehicle 100b or connected to the autonomous driving vehicle 100b. It is possible to perform an operation associated with the user on board.

이때, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)을 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율 주행 차량(100b)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율 주행 차량(100b)에 제공함으로써, 자율 주행 차량(100b)의 자율 주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.At this time, the robot 100a interacting with the autonomous driving vehicle 100b acquires sensor information on behalf of the autonomous driving vehicle 100b and provides it to the autonomous driving vehicle 100b, or obtains sensor information and obtains information about the surrounding environment or By generating object information and providing it to the autonomous driving vehicle 100b, the autonomous driving function of the autonomous driving vehicle 100b may be controlled or supported.

또는, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율 주행 차량(100b)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율 주행 차량(100b)의 자율 주행 기능을 활성화하거나 자율 주행 차량(100b)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(100a)이 제어하는 자율 주행 차량(100b)의 기능에는 단순히 자율 주행 기능뿐만 아니라, 자율 주행 차량(100b)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.Alternatively, the robot 100a interacting with the autonomous driving vehicle 100b may monitor a user riding in the autonomous driving vehicle 100b or control a function of the autonomous driving vehicle 100b through interaction with the user. . For example, when it is determined that the driver is in a drowsy state, the robot 100a may activate an autonomous driving function of the autonomous driving vehicle 100b or assist in controlling a driving unit of the autonomous driving vehicle 100b. Here, the function of the autonomous driving vehicle 100b controlled by the robot 100a may include not only an autonomous driving function, but also a function provided by a navigation system or an audio system provided in the autonomous driving vehicle 100b.

또는, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)의 외부에서 자율 주행 차량(100b)에 정보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 스마트 신호등과 같이 자율 주행 차량(100b)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.Alternatively, the robot 100a interacting with the autonomous driving vehicle 100b may provide information or assist a function to the autonomous driving vehicle 100b from the outside of the autonomous driving vehicle 100b. For example, the robot 100a may provide traffic information including signal information to the autonomous driving vehicle 100b, such as a smart traffic light, or interact with the autonomous driving vehicle 100b, such as an automatic electric charger for an electric vehicle. You can also automatically connect an electric charger to the charging port.

<AI+로봇+XR><AI+Robot+XR>

로봇(100a)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇, 드론 등으로 구현될 수 있다. The robot 100a may be implemented as a guide robot, a transport robot, a cleaning robot, a wearable robot, an entertainment robot, a pet robot, an unmanned flying robot, a drone, etc. to which AI technology and XR technology are applied.

XR 기술이 적용된 로봇(100a)은 XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇을 의미할 수 있다. 이 경우, 로봇(100a)은 XR 장치(100c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.The robot 100a to which the XR technology is applied may mean a robot that is a target of control/interaction within an XR image. In this case, the robot 100a is distinguished from the XR device 100c and may be interlocked with each other.

XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇(100a)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 로봇(100a) 또는 XR 장치(100c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(100c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 로봇(100a)은 XR 장치(100c)를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다. When the robot 100a, which is the target of control/interaction within the XR image, obtains sensor information from sensors including a camera, the robot 100a or the XR device 100c generates an XR image based on the sensor information. and the XR apparatus 100c may output the generated XR image. In addition, the robot 100a may operate based on a control signal input through the XR device 100c or a user's interaction.

예컨대, 사용자는 XR 장치(100c) 등의 외부 장치를 통해 원격으로 연동된 로봇(100a)의 시점에 상응하는 XR 영상을 확인할 수 있고, 상호작용을 통하여 로봇(100a)의 자율 주행 경로를 조정하거나, 동작 또는 주행을 제어하거나, 주변 객체의 정보를 확인할 수 있다.For example, the user can check the XR image corresponding to the viewpoint of the remotely linked robot 100a through an external device such as the XR device 100c, and adjust the autonomous driving path of the robot 100a through interaction or , control motion or driving, or check information of surrounding objects.

<AI+자율주행+XR><AI+Autonomous Driving+XR>

자율 주행 차량(100b)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다. The autonomous vehicle 100b may be implemented as a mobile robot, a vehicle, an unmanned aerial vehicle, etc. by applying AI technology and XR technology.

XR 기술이 적용된 자율 주행 차량(100b)은 XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량이나, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량 등을 의미할 수 있다. 특히, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(100b)은 XR 장치(100c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.The autonomous driving vehicle 100b to which the XR technology is applied may mean an autonomous driving vehicle equipped with a means for providing an XR image or an autonomous driving vehicle subject to control/interaction within the XR image. In particular, the autonomous driving vehicle 100b, which is the target of control/interaction within the XR image, is distinguished from the XR device 100c and may be interlocked with each other.

XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량(100b)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하고, 획득한 센서 정보에 기초하여 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 HUD를 구비하여 XR 영상을 출력함으로써, 탑승자에게 현실 객체 또는 화면 속의 객체에 대응되는 XR 객체를 제공할 수 있다.The autonomous driving vehicle 100b having means for providing an XR image may obtain sensor information from sensors including a camera, and output an XR image generated based on the acquired sensor information. For example, the autonomous vehicle 100b may provide an XR object corresponding to a real object or an object in a screen to the passenger by outputting an XR image with a HUD.

이때, XR 객체가 HUD에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 탑승자의 시선이 향하는 실제 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 반면, XR 객체가 자율 주행 차량(100b)의 내부에 구비되는 디스플레이에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 화면 속의 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 차로, 타 차량, 신호등, 교통 표지판, 이륜차, 보행자, 건물 등과 같은 객체와 대응되는 XR 객체들을 출력할 수 있다.In this case, when the XR object is output to the HUD, at least a portion of the XR object may be output to overlap the real object to which the passenger's gaze is directed. On the other hand, when the XR object is output to the display provided inside the autonomous vehicle 100b, at least a portion of the XR object may be output to overlap the object in the screen. For example, the autonomous vehicle 100b may output XR objects corresponding to objects such as a lane, other vehicles, traffic lights, traffic signs, two-wheeled vehicles, pedestrians, and buildings.

XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(100b)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 자율 주행 차량(100b) 또는 XR 장치(100c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(100c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 자율 주행 차량(100b)은 XR 장치(100c) 등의 외부 장치를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.When the autonomous driving vehicle 100b, which is the subject of control/interaction in the XR image, acquires sensor information from sensors including a camera, the autonomous driving vehicle 100b or the XR device 100c performs An XR image is generated, and the XR apparatus 100c may output the generated XR image. In addition, the autonomous vehicle 100b may operate based on a control signal input through an external device such as the XR device 100c or a user's interaction.

상기 인공지능 서버(200)는 도 1 내지 3에서 설명한 AI 장치(100)의 구성을 포함하고 AI 장치(100)의 기능을 수행할 수 있다.The artificial intelligence server 200 may include the configuration of the AI device 100 described with reference to FIGS. 1 to 3 and perform functions of the AI device 100 .

상기 전자 기기(300)는 도 1 내지 3에서 설명한 AI 장치(100)의 구성을 포함하고 AI 장치(100)의 기능을 수행할 수 있다.The electronic device 300 may include the configuration of the AI device 100 described with reference to FIGS. 1 to 3 and perform functions of the AI device 100 .

본 명세서에서 설명하는 인공지능 장치는, 인공지능 서버(200) 또는 전자 기기(300)일 수 있다. The artificial intelligence device described in this specification may be the artificial intelligence server 200 or the electronic device 300 .

이하에서는 인공지능 장치는 보행예측장치로 작용할 수 있다. Hereinafter, the artificial intelligence device may act as a gait prediction device.

상기 보행예측장치는 로봇, 및 자율주행장치 등을 포함하는 다수의 전자기기에 사람의 보행경로를 예측할 수 있는 자원으로서 작용할 수 있다. The gait prediction device may act as a resource for predicting a gait path of a person in a plurality of electronic devices including robots and autonomous driving devices.

보행자들의 대표적인 행동 패턴은 다수가 있을 수 있다. 그 예로, 사람과 사람, 및 사람과 그룹과의 상호작용에 따른 패턴을 포함할 수 있다. 상기 행동 패턴은 세 가지를 포함할 수 있다. [1] 충돌 회피(Collision avoidance): 자기의 보행경로 상에 사람 또는 그룹이 있는 경우에 충돌을 회피하는 것, [2] 그룹 합류(Joining group): 자기가 속하는 그룹쪽으로 이동하여 합류라는 것, [3] 상호작용(Interaction): 멈추어서 그룹을 이루어 작용하는 것을 포함할 수 있다. There may be many representative behavioral patterns of pedestrians. For example, it may include a pattern according to interaction between person and person and between person and group. The behavior pattern may include three types. [1] Collision avoidance: avoiding collision when there is a person or group on one's walking path, [2] Joining group: moving toward the group to which one belongs and joining; [3] Interaction: may involve stopping and acting in groups.

다른 예로, 사람과 군중 전체와의 상호작용에 따른 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, [4] 주변 흐름과 같은 보행(Walking at the same pace): 보행자가 주변부의 다수의 군중과 같이 보행하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 보행자 간 상호작용은 사회적 규범 및 작용을 따르는 것으로 이해할 수 있다. 상기 GCN이 위 보행자의 행동 패턴을 반영하는 것은 중요하다. As another example, it may include a pattern according to the interaction between people and the whole crowd. For example, [4] Walking at the same pace: This may involve a pedestrian walking with a large crowd in the periphery. This interaction between pedestrians can be understood as following social norms and actions. It is important that the GCN reflects the behavioral pattern of the above pedestrian.

한편, GCN에서는 각 보행자인 노드 간에 어떠한 에지를 구성하여 연결하느냐가 문제이다. 단순한 예시로, 두 보행자 간 거리가 가까우면 높은 에지 연결을 해 줄 경우, 가까이에 있는 사람이 주요한 관심 대상으로 정해져 버린다. 이 경우에, 해당 사람을 회피할 수 있다. 이는 위 네 가지 행동 패턴들 중 상기 [1]에 해당하는 상황에 대해 해결할 수 있다. 그러나, 회피 후 본래의 목적지 방향으로 복구되지 않는 예측 결과로 이어진다. 또한 상기 [2]와 상기 [3]에서 다른 사람과 합류하며 대상과 상호작용하지 못하고 회피해버리는 예측 결과들이 빈번히 나타날 수 있다. 상기 [4]의 경우에도 멀리 있는 다른 보행자에 대한 연결이 약해 주변 사람들을 인식하지 못하고, 각자 다른 속도로 보행하는 예측 결과로 이어질 수 있다. On the other hand, in GCN, what kind of edge is configured and connected between each pedestrian node is a problem. As a simple example, if the distance between two pedestrians is close, when a high-edge connection is provided, the person closest to the pedestrian is determined as the main object of interest. In this case, the person in question can be avoided. This can be solved for the situation corresponding to [1] among the above four behavior patterns. However, it leads to a prediction result that is not restored to the original destination direction after evasion. Also, in [2] and [3] above, prediction results that join with another person and avoid it without interacting with the target may appear frequently. Even in the case of [4], the connection to other pedestrians farther away is weak, which may lead to prediction results of not recognizing people around them, and walking at different speeds.

<GCN: 그래프 컨벌루셔널 네트워크(graph convolutional network)><GCN: graph convolutional network>

그래프 컨벌루셔널 네트워크는 수학식 1을 이용하여 레이어 별로 피처를 업데이트할 수 있다. The graph convolutional network may update features for each layer using Equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, H는 모든 노드의 피처들이다. σ는 비선형활성화함수이다. 실시예에는 PReLU를 사용하였다. A는 인접 매트릭스(adjacency matrix)이다. W는 레이어 별로 학습가능한 가중치 메트릭스이다. l은 레이어의 인덱스이다. 상기 노드는 모든 보행자를 지칭할 수 있다. 적어도 두 개의 상기 노드의 연결을 그래프라고 할 수 있다. 상기 그래프의 끝을 에지라고 할 수 있다. 명세서의 상기 영문자의 표시는 동일한 의미를 가질 수 있다. where H is the features of all nodes. σ is the nonlinear activation function. In the example, PReLU was used. A is an adjacency matrix. W is a learnable weight matrix for each layer. l is the index of the layer. The node may refer to all pedestrians. The connection of at least two nodes may be referred to as a graph. The end of the graph may be referred to as an edge. The English characters in the specification may have the same meaning.

상기 그래프 컨벌루셔널 네트워크와 관련되는 그 외의 내용은 인용문헌 1의 내용을 참조할 수 있다. 본 발명의 이해를 위하여 인용문헌 1의 설명은 본 발명의 설명에 포함되는 것으로 한다. For other information related to the graph convolutional network, reference may be made to the contents of Citation 1. For the understanding of the present invention, the description of Citation 1 is included in the description of the present invention.

상기 수학식 1을 이용하여 GCN를 이용한 보행경로예측을 위한 피처의 업데이트가 가능하다. Using Equation 1 above, it is possible to update features for gait path prediction using GCN.

상기 수학식 1에 따르면, 상기 [1] 충돌 회피(Collision avoidance), 상기 [2] 그룹 합류(Joining group), 상기 [3] 상호작용(Interaction), 및 [4] 주변 흐름과 같은 보행(Walking at the same pace)를 올바르게 업데이트 할 수 없다. According to Equation 1, [1] Collision avoidance, [2] Joining group, [3] Interaction, and [4] Walking such as surrounding flow at the same pace) cannot be updated correctly.

본 실시예는 상기 보행자의 보행특성을 반영하여 보행경로를 예측하는 인공지능 장치를 제안한다. This embodiment proposes an artificial intelligence device for predicting a walking path by reflecting the walking characteristics of the pedestrian.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 장치를 설명하는 도면이다. 4 is a view for explaining an artificial intelligence device according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 제 1 피처를 업데이트하는 제 1 피처 업데이트부(1000)와, 제 2 피처를 업데이트하는 제 2 피처 업데이트부(2000)가 포함될 수 있다. 상기 제 1 피처는 적어도 두 개의 피처의 집합일 수 있다. 상기 제 2 피처는 상기 제 1 피처에 포함될 수 있다. Referring to FIG. 4 , a first feature updater 1000 for updating a first feature and a second feature updater 2000 for updating a second feature may be included. The first feature may be a set of at least two features. The second feature may be included in the first feature.

상기 제 1 피처 업데이트부(1000)의 구성을 설명한다. 상기 제 1 피처 업데이트부(1000)는 다수의 상보적 시공간 피처를 시간과 공간 축으로 분리하여 업데이트하는 과정을 포함할 수 있다. 피처를 공간 축으로 업데이트하는 과정에는 멀티관계나눔부(multi-relational GCN)(1010)를 포함할 수 있다. 실시예에는 두 개의 피처를 포함할 수 있다. 상기 두 개의 특징은, 보행자 간의 상대적 변위정보(relative displacement)와 보행자 간의 거리정보(distance)를 포함할 수 있다. 여기서 거리정보는 유클리드 거리정보일 수 있다. 도면에는, 거리정보(1011)과 상대적 변위정보(1012)로 분리된 것을 볼 수 있다. A configuration of the first feature updater 1000 will be described. The first feature updater 1000 may include a process of updating a plurality of complementary spatiotemporal features by separating them into time and space axes. The process of updating the feature on the spatial axis may include a multi-relational GCN 1010 . An embodiment may include two features. The two characteristics may include relative displacement information between pedestrians and distance information between pedestrians. Here, the distance information may be Euclidean distance information. In the drawing, it can be seen that the distance information 1011 and the relative displacement information 1012 are separated.

상기 멀티관계나눔부는 수학식 2로 표현할 수 있다. The multi-relationship sharing unit can be expressed by Equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, R은 상기 멀티관계의 관계를 지칭할 수 있다. 상기 R의 요소로는 상기 상대적 변위정보와 상기 거리정보를 포함할 수 있다. 상기 R에는 더 많은 정보를 포함할 수 있다. 상기 멀티관계나눔부(1010)는, 상기 인용문헌 1이 상기 상대적 변위정보만을 다루는 것과는 다르다. 이 기술에 따르면, [2] 그룹 합류(Joining group), 및 [3] 상호작용(Interaction)을 잘 예측할 수 있었다. 예를 들어, 보행자가 그룹에 합류해서 상호 작용하는 것을 잘 예측할 수 있다. Here, R may refer to the multi-relationship. The R element may include the relative displacement information and the distance information. The R may include more information. The multi-relationship sharing unit 1010 is different from the cited document 1 in which only the relative displacement information is handled. According to this technique, [2] joining group, and [3] interaction could be predicted well. For example, it can be well predicted that pedestrians will join and interact with a group.

상기 제 1 피처 업데이트부(1000)는 다관계병합부(1040)를 포함할 수 있다. 상기 멀티관계나눔부(1010)에 의해서 분리되어 공간 축으로 업데이트 된 피처는 다관계병합부(1040)에서 시간 축으로 병합할 수 있다. 상기 다관계병합부(1040)은 채널축을 따르는 3*1 필터를 가지는 2D 컨벌루션 레이어로 구현될 수 있다. 물론, 특징을 병합하는 다른 수단을 배제하지 않는다. The first feature updater 1000 may include a multi-relationship merging unit 1040 . The features separated by the multi-relationship sharing unit 1010 and updated in the spatial axis may be merged in the time axis by the multi-relationship merging unit 1040 . The multi-relational merging unit 1040 may be implemented as a 2D convolutional layer having a 3*1 filter along a channel axis. Of course, this does not exclude other means of merging features.

상기 제 1 피처 업데이트부(1000)는 부족한 학습자료를 보충하는 그래프가공부(1020)를 포함할 수 있다. 상기 그래프 가공부(1020)는 드랍에지기술(dropedge tehnique)을 활용할 수 있다. 상기 그래프 가공부(1020)는 입력되는 그래프에서 에지를 랜덤하게 제거하여 서브그래프를 만들 수 있다. The first feature updater 1000 may include a graph processing unit 1020 that supplements insufficient learning materials. The graph processing unit 1020 may utilize dropedge technology. The graph processing unit 1020 may create a subgraph by randomly removing edges from the input graph.

상기 그래프 가공부(1020)의 작용은 수학식 3으로 나타낼 수 있다. The operation of the graph processing unit 1020 may be expressed by Equation (3).

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서,

Figure pat00004
은 상대적인 인접 메트릭스이고, 인접 매트릭스(A)의 정규화된 텀이다.
Figure pat00005
은 오리지널 노드에 대하여 랜덤하게 연결된 에지이다. p는 드랍율(dropping rate)이다.
Figure pat00006
는 원소들 간의 곱 연산자이다. 상기 그래프 가공부에 의해서 그래프는 늘어날 수 있다. here,
Figure pat00004
is the relative adjacency matrix, and is the normalized term of the adjacency matrix (A).
Figure pat00005
is a randomly connected edge with respect to the original node. p is the dropping rate.
Figure pat00006
is the multiplication operator between elements. The graph may be stretched by the graph processing unit.

학습자료가 충분한 경우에는 상기 그래프 가공부는 포함되지 않을 수도 있을 것이다. 다만, 바람직하게는 학습자료를 포함하여 더 정확한 피처 업데이트가 될 수 있다.If the learning material is sufficient, the graph processing unit may not be included. However, preferably, it may be a more accurate feature update including learning materials.

상기 제 1 피처 업데이트부(1000)는 멀티스케일설정부(1030)를 포함한다. 상기 멀티스케일설정부(1030)는 k의 홉을 가지는 인접관계(k-hop neighborhoods)가 피처의 수집을 위하여 사용한다. 상기 멀티스케일설정부(1030)의 작용은 수학식 4로 표현할 수 있다. The first feature update unit 1000 includes a multi-scale setting unit 1030 . The multi-scale setting unit 1030 uses k-hop neighborhoods to collect features. The operation of the multi-scale setting unit 1030 can be expressed by Equation (4).

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서, k는 홉을 의미할 수 있다. 상기 인접 매트릭스(A)와 상기 가중치 매트릭스(W)는 홉별로 주어지는 것을 볼 수 있다. 상기 수학식 4를 상기 수학식 1과 비교하면, 상기 멀티스케일설정부(1030)에 의해서 홉 별로 학습을 수행하는 차이점이 있다. 상기 수학식 4와 상기 수학식 2를 비교하면, 수학식 2는 상기 수학식 4가 상기 거리정보 및 상기 상대적 변위정보에 대하여 각각 수행되는 것을 볼 수 있다. Here, k may mean a hop. It can be seen that the adjacency matrix (A) and the weight matrix (W) are given for each hop. Comparing Equation 4 with Equation 1, there is a difference in that learning is performed for each hop by the multi-scale setting unit 1030 . Comparing Equation 4 and Equation 2, Equation 2 shows that Equation 4 is performed with respect to the distance information and the relative displacement information, respectively.

상기 멀티스케일설정부(1030)에 의해서, 어느 한 노드에서 가까운 노드 뿐만 아니라, 먼 노드간의 관계를 학습에 사용될 수 있다. 물론, 상기 학습에는 별도의 가중치가 적용될 수 있다. 상기 멀티스케일설정부(1030)에 의해서 풍부한 관계가 학습에 사용될 수 있다. By the multi-scale setting unit 1030 , it is possible to learn the relationship between distant nodes as well as close nodes from any one node. Of course, a separate weight may be applied to the learning. Rich relationships can be used for learning by the multi-scale setting unit 1030 .

상기 수학식 3을 적용하면, 에지 가중치가 지수함수로 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 어느 그룹에 속하는 노드가 강한 연결을 가질 때, 상기 가중치가 그 그룹에 속한 노드에 대해서만 강한 바이어스가 걸리는 문제가 발생할 수 있다. 도면을 참조하여 설명한다. When Equation 3 is applied, there may be a problem in that the edge weight increases in an exponential function. When a node belonging to a certain group has a strong connection, there may be a problem that the weight is strongly biased only to the node belonging to the group. It will be described with reference to the drawings.

도 5는 멀티스케일설정부의 작용을 설명하는 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 멀티스케일설정부의 작용을 설명한다. 5 is a view for explaining the operation of the multi-scale setting unit. 4 and 5, the operation of the multi-scale setting unit will be described.

도 5(a)를 참조하면, 노드 6-노드9가 서로 강하게 연결된 그룹 1이 있고, 노드 3-노드 4가 있는 그룹 2가 있다. 이때, 참조그룹(Reference group)은 상기 그룹 1과 상기 그룹 2를 고려하여야만 한다. 그럼에도 불구하고, 상기 가중치는 상기 그룹 1간의 노드 사이에만 바이어스된다.Referring to FIG. 5( a ), there is a group 1 in which nodes 6 - 9 are strongly connected to each other, and there is a group 2 in which nodes 3 - node 4 are connected. In this case, the reference group must consider the group 1 and the group 2. Nevertheless, the weight is biased only between the nodes in the group 1.

도 5(b)의 윗쪽 네 개의 인접 매트릭스를 참조하면, 상기 그룹 1의 가까운 노드들 간에 강한 바이어스가 걸리는 것을 볼 수 있다. Referring to the upper four adjacent matrices of FIG. 5B , it can be seen that a strong bias is applied between the adjacent nodes of the group 1.

이 문제를 해결하고, 노드 간의 강한 결속을 풀기 위하여(disentangle), 노드(보행자) 간의 거리 스케일을 에지 가중치로 활용하여 그래프 세트를 제공할 수 있다. 상기 거리 스케일은 상기 홉(hop)에 대응할 수 있다. In order to solve this problem and unravel the strong bond between nodes (disentangle), a graph set can be provided by using the distance scale between nodes (pedestrians) as an edge weight. The distance scale may correspond to the hop.

상기 거리 스케일을 이용하여 상기 인접 메트릭스를 수학식 4와 같이 새롭게 정의할 수 있다. Using the distance scale, the neighbor matrix can be newly defined as in Equation (4).

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서, Υ는 스케일 세트이고, 0, 0.5, 1, 2, 4로 설정할 수 있고, 물론 다른 경우도 가능하다. i와 j는 노드를 의미한다. 이에 따르면, 노드 간의 거리가

Figure pat00009
이면, 강한 관계가 설정될 수 있다. 다시 말하면, 상기 멀티스케일설정부는, 상기 노드 간의 거리가 일정한 범위 내이면, 인접 메트릭스의 요소를 동일하게 처리할 수 있다. 이때의 강한 관계는 한 쌍의 노드가 멀리 떨어져 있는 경우에도 마찬가지이다. 그러므로, 노드 간의 거리가 멀거나 가깝거나 관계없이 노드 간의 상호작용이 학습될 수 있다. 도 5(b)의 오른쪽 아래쪽 네 개의 인접 메트릭스를 보면, 모든 노드도 강하게 묶여있는 것을 볼 수 있다. 특히, 인접노드 간의 바이어스가 없어진 것을 볼 수 있다. 결국, 인접 노드 간의 결속이 풀려있는 것을 볼 수 있다. 도 5(b)는 k에 따라서 결속이 되는 것을 나타낸다.Here, Υ is a set of scales and can be set to 0, 0.5, 1, 2, 4, and of course other cases are possible. i and j represent nodes. According to this, the distance between nodes is
Figure pat00009
, a strong relationship can be established. In other words, if the distance between the nodes is within a certain range, the multi-scale setting unit may equally process the elements of the adjacent matrix. The strong relationship at this time is the same even when a pair of nodes are far apart. Therefore, the interaction between nodes can be learned regardless of whether the distance between the nodes is far or close. Looking at the four adjacent matrices in the lower right of FIG. 5(b), it can be seen that all nodes are also strongly bound. In particular, it can be seen that the bias between adjacent nodes is eliminated. Eventually, it can be seen that the bond between adjacent nodes is released. Figure 5 (b) shows the binding according to k.

다른 측면으로서, 수학식 5에 따르면,

Figure pat00010
는 가중치가 적용되지 않은 서브 그래프 들의 세트로 주어질 수 있다. As another aspect, according to Equation 5,
Figure pat00010
can be given as a set of unweighted subgraphs.

수학식 4의

Figure pat00011
는 수학식 5의
Figure pat00012
로 변경되어 치환되는 것에 의해서, 결국, 수학식 2로 구현될 수 있다. 상기 수학식 2는 수학식 3으로 제공되는 모든 서브 그래프에 대하여 수행될 수 있다. 상기 그래프 가공부(1020)이 제공되지 않는 경우에는, 입력되는 그래프에 대하여 수행될 수 있다. of Equation 4
Figure pat00011
is in Equation 5
Figure pat00012
By being changed to and substituted, it can be finally implemented as Equation (2). Equation 2 may be performed for all subgraphs provided by Equation 3 above. When the graph processing unit 1020 is not provided, it may be performed on an input graph.

이상의 설명에 따르면, 상기 제 1 피처 업데이트부(1000)는 보행자 간 절대적 거리정보(distance)(1011), 상대적 거리정보(displacement)(1012)를 모두 사용할 수 있다. 이에 따라서, 그룹합류와 상호작용을 잘 예측할 수 있다. According to the above description, the first feature updater 1000 may use both absolute distance information 1011 and relative distance information 1012 between pedestrians. Accordingly, group joining and interaction can be predicted well.

상기 제 1 피처 업데이트부(1000)는, 거리에 따라 다른 레퍼런스 그룹으로 구분 짓는 멀티 스캐일 설정부(1030)가 작용한다. 회피할 대상과 상호작용할 대상이 다른 그룹으로 분리되어 구별할 수 있게 되었다. 이에 따라서, 회피대상이 아닌 먼 거리의 주변 군중들 또한 다른 그룹으로 묶여서 작용할 수 있다. 결국, 그룹합류와 상호작용은 물론이고, 주변사람들의 보행 속도를 확인하며 비슷한 속도로 걷는 예측을 수행할 수 있다. The first feature updater 1000 acts as a multi-scale setting unit 1030 that classifies different reference groups according to distance. Objects to avoid and objects to interact with are now separated into different groups and can be distinguished. Accordingly, distant nearby crowds that are not avoidable may also be grouped into other groups to act. In the end, it is possible to predict walking at a similar speed by checking the walking speed of people around, as well as group joining and interaction.

상기 제 2 피처 업데이트부(2000)는 제 2 피처를 업데이트 할 수 있다. The second feature updater 2000 may update the second feature.

도 4를 참조하여 상기 제 2 피처 업데이트부의 작용을 설명한다. An operation of the second feature updater will be described with reference to FIG. 4 .

상기 제 2 피처 업데이트부(2000)는 누적에러를 보상할 수 있다. 상기 제 2 피처는 글로벌 시간 집합(GTA: global temporal aggregation)의 피처, 즉 GTA 피처라고 설명할 수 있다. 상기 제 2 피처는 보행자가 방해물을 회피하기 전의 제 1 보행경로를 반영하도록 작용할 수 있다. 상기 제 2 피처는 상기 보행자는 방해물을 회피한 후의 제 2 보행경로에, 상기 제 1 보행경로를 참조하도록 작용할 수 있다. 상기 제 2 피처는 상기 보행자가 방해물을 회피한 후의 제 2 보행경로에, 상기 제 1 보행경로의 벡터성분을 더하도록 작용할 수 있다. The second feature updater 2000 may compensate for the accumulated error. The second feature may be described as a feature of a global temporal aggregation (GTA), that is, a GTA feature. The second feature may act to reflect the first walking path prior to the pedestrian avoiding the obstruction. The second feature may act to reference the first walking path to the second walking path after the pedestrian avoids the obstacle. The second feature may act to add a vector component of the first walking path to the second walking path after the pedestrian avoids the obstacle.

종래 보행자의 회피경로의 예측방법으로는 TCN(temporal coㅜvolutional network)기법이 제시된 바가 있다. 상기 TCN기법은 'Bai, S.; Kolter, J. Z.; and Koltun, V. 2018. An empirical evaluation of generic convolutional and recurrent networks for sequence modeling. arXiv preprint arXiv:1803.01271'에 소개된 기술을 적용할 수 있다. As a conventional method for predicting the avoidance path of pedestrians, a TCN (temporal co-volutional network) technique has been proposed. The TCN technique is 'Bai, S.; Kolter, J. Z.; and Koltun, V. 2018. An empirical evaluation of generic convolutional and recurrent networks for sequence modeling. The technology introduced in 'arXiv preprint arXiv:1803.01271' can be applied.

상기 TCN 기법이 누적에러가 커지는 것을 보상하기 위하여 상기 제 2 피처를 이용하여 보상할 수 있다. 실시예에서는 두 개의 TCN기법의 결과에 상기 제 2 피처가 반영되는 것을 볼 수 있다. 이를 위하여 상기 제 2 피처 조절부(2001)이 마련된 것을 볼 수 있다. The TCN technique may compensate by using the second feature to compensate for an increase in the accumulated error. In the embodiment, it can be seen that the second feature is reflected in the results of the two TCN techniques. For this purpose, it can be seen that the second feature adjusting unit 2001 is provided.

소정의 시간 동안의 상기 제 2 피처는 수학식 6에 의해서 업데이트 할 수 있다.The second feature for a predetermined time can be updated by Equation (6).

Figure pat00013
Figure pat00013

여기서, h는 제 2 피처이고, w와 b는 학습이 가능한 커널 가중지와 바이어스들이다. 상기 제 2 피처는, 상기 H로 표시되는 제 1 피처를 이루는 일 요소가 될 수 있다. 상기 제 2 피처는 상기 제 1 피처의 일부분을 제공할 수 있다. Here, h is the second feature, and w and b are the learnable kernel weights and biases. The second feature may be an element constituting the first feature indicated by H. The second feature may provide a portion of the first feature.

상기 제 2 피처가 반영됨으로써, 보행자는 회피대상(2002)을 회피할 때 누적에러가 줄어드는 것을 볼 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 피처가 적용되는 경우의 제 2 보행경로(C2)는, 종래 TCN기법만이 적용되는 경우의 제 2 보행경로(C1)에 비하여, 원래의 보행경로인 제 1 보행경로로 더 빨리 돌아오는 것으로 예측한 것을 확인할 수 있다. By reflecting the second feature, it can be seen that the accumulated error is reduced when the pedestrian avoids the avoidance target 2002 . For example, the second walking path C2 when the second feature is applied is the first walking path, which is the original walking path, compared to the second walking path C1 when only the conventional TCN technique is applied. It can be confirmed that the predicted return is faster.

상기 제 2 피처 업데이트부에 따르면, 전체 보행경로의 회피패턴을 한 번에 보는 윈도우를 통하여, 보행방향을 복구할 수 있는 벡터를 예측할 수 있다. 상기 벡터를 더 함으로써, 회피대상(2002)에 의한 경로의 오버슈팅을 방지하고 다시 본래의 목적지 방향으로 경로가 복구될 수 있다. According to the second feature updater, it is possible to predict a vector capable of recovering a walking direction through a window viewing the avoidance pattern of the entire walking path at a time. By adding the vector, overshooting of the path by the avoidance target 2002 can be prevented and the path can be restored back to the original destination direction.

도 6은 효과를 설명하는 테이블이다. 6 is a table for explaining the effect.

도 6을 참조하면, Linear regression, Social-LSTM(Alahi et al. 2016) nition (CVPR), Social-GAN-P (Gupta et al. 2018), SoPhie (Sadeghian et al. 2019), PIF (Liang et al. 2019), Reciprocal Learning (Sun, Zhao, and He 2020), STGAT (Huang et al. 2019), Social-BiGAT (Kosaraju et al. 2019), Social-STGCNN (Mohamed et al. 2020)및, 본 발명인 DMRGCN을 다양한 환경에서 실험을 하였다. 실험의 결과는, 평균 변위 에러(ADE: average displacement error), 및 최종 변위 에러(FDE:final displacement error)로 평가하였다. 6, Linear regression, Social-LSTM (Alahi et al. 2016) nition (CVPR), Social-GAN-P (Gupta et al. 2018), SoPhie (Sadeghian et al. 2019), PIF (Liang et al.) al. 2019), Reciprocal Learning (Sun, Zhao, and He 2020), STGAT (Huang et al. 2019), Social-BiGAT (Kosaraju et al. 2019), Social-STGCNN (Mohamed et al. 2020), and Bonn The inventor, DMRGCN, was tested in various environments. The results of the experiment were evaluated as average displacement error (ADE) and final displacement error (FDE).

굵은 글씨체는 가장 좋은 효과를 내는 장치이고, 밑줄은 두번째로 좋은 효과를 내는 장치이다. 실험에 따르면, 본 발명의 인공지능 장치가 보행경로를 다양한 환경에서 잘 예측하는 것을 확인할 수 있다. Bold type is the device with the best effect, and the underline is the device with the second best effect. According to the experiment, it can be confirmed that the artificial intelligence device of the present invention predicts the walking path well in various environments.

본 발명에 따른 보행자의 경로를 더 정확하게 예측할 수 있다. The pedestrian path according to the present invention can be predicted more accurately.

Claims (11)

그래프 컨벌루셔널 네트워크의 피처를 학습하는 인공지능 장치이고,
보행경로의 제 1 피처를 업데이트하는 제 1 피처 업데이트부를 포함하고,
상기 제 1 피처 업데이트부는, 노드 간의 거리 스케일을 에지 가중치로 활용하여 그래프 세트를 제공하는 멀티스케일설정부를 포함하는
보행경로예측장치.
It is an artificial intelligence device that learns features of a graph convolutional network,
A first feature update unit for updating a first feature of the walking path,
The first feature update unit includes a multi-scale setting unit that provides a graph set by using a distance scale between nodes as an edge weight
Pedestrian path prediction device.
제 1 항에 있어서,
상기 그래프 컨벌루셔널 네트워크는,
Figure pat00014
에 의해서 레이어 별로 상기 제 1 피처를 업데이트하고,
여기서, H는 모든 노느의 피처들이고, σ는 비선형활성화함수이고, A는 인접 매트릭스(adjacency matrix)이고, W는 레이어 별로 학습가능한 가중치 메트릭스이고, l은 레이어의 인덱스인,
보행경로예측장치.
The method of claim 1,
The graph convolutional network is
Figure pat00014
update the first feature for each layer by
Here, H is the features of all nodes, σ is the nonlinear activation function, A is the adjacency matrix, W is the learnable weight matrix for each layer, and l is the index of the layer,
Pedestrian path prediction device.
제 2 항에 있어서,
상기 멀티스케일설정부는,
상기 인접 메트릭스를
Figure pat00015
로 정의하고,
Υ는 스케일 세트인,
보행경로예측장치.
3. The method of claim 2,
The multi-scale setting unit,
The adjacency matrix
Figure pat00015
defined as,
Υ is the scale set,
Pedestrian path prediction device.
제 3 항에 있어서,
Υ는 0, 0.5, 1, 2, 4 중의 적어도 두 개를 포함하는,
보행경로예측장치
4. The method of claim 3,
Υ comprises at least two of 0, 0.5, 1, 2, 4,
Pedestrian path prediction device
제 1 항에 있어서,
상기 멀티스케일설정부는, 상기 노드 간의 거리가 일정한 범위 내이면 인접메트릭스의 요소를 동일한 값으로 처리하는,
보행경로예측장치.
The method of claim 1,
The multi-scale setting unit, if the distance between the nodes is within a certain range, processing the elements of the adjacent matrix as the same value,
Pedestrian path prediction device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 피처 업데이트부는,
적어도 두 개의 상보적 피쳐를 분리하여 업데이트하는 멀티관계나눔부; 및
상기 피처를 병합하는 다관계병합부를 포함하는
보행경로예측장치.
The method of claim 1,
The first feature update unit,
a multi-relationship sharing unit that separates and updates at least two complementary features; and
Including a multi-relationship merging unit for merging the features
Pedestrian path prediction device.
제 6 항에 있어서,
상기 상보적 피쳐에는, 보행자의 상대적 변위정보 및 보행자의 거리정보가 포함되는
보행경로예측장치.
7. The method of claim 6,
The complementary feature includes the relative displacement information of the pedestrian and the distance information of the pedestrian.
Pedestrian path prediction device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 피처 업데이트부는,
상기 그래프에서 에지를 제거하여 서브그래프를 추가로 제공하는 그래프 가공부를 포함하는
보행경로예측장치.
The method of claim 1,
The first feature update unit,
Comprising a graph processing unit for additionally providing a subgraph by removing an edge from the graph
Pedestrian path prediction device.
제 8 항에 있어서,
상기 그래프 가공부는,
Figure pat00016
에 의해서 작용하고,
Figure pat00017
인접 매트릭스(A)의 정규화된 텀이고,
Figure pat00018
은 오리지널 노드에 대하여 랜덤하게 연결된 에지이고, p는 드랍율(dropping rate)이다.
Figure pat00019
는 원소들 간의 곱 연산자인
보행경로예측장치.
9. The method of claim 8,
The graph processing unit,
Figure pat00016
works by
Figure pat00017
is the normalized term of the adjacency matrix (A),
Figure pat00018
is a randomly connected edge with respect to the original node, and p is the dropping rate.
Figure pat00019
is the multiplication operator between elements.
Pedestrian path prediction device.
제 1 항에 있어서,
제 2 피처를 업데이트하는 제 2 피처 업데이트부가 포함되고,
상기 제 2 피처는 보행경로의 누적에러를 보장하는 피처로서, 상기 제 1 피처의 구성요소인,
보행경로예측장치.
The method of claim 1,
A second feature update unit for updating the second feature is included;
The second feature is a feature that ensures the cumulative error of the walking path, and is a component of the first feature,
Pedestrian path prediction device.
제 10 항에 있어서,
상기 제 2 피처는 보행자가 방해물을 회피한 후의 제 2 보행경로에, 상기 보행자가 상기 방해물을 회피하기 전의 제 1 보행경로의 벡터성분을 더하도록 작용하는
보행경로예측장치.
11. The method of claim 10,
The second feature acts to add a vector component of the first walking path before the pedestrian avoids the obstacle to the second walking path after the pedestrian avoids the obstacle
Pedestrian path prediction device.
KR1020200138701A 2020-10-23 2020-10-23 Pedestrian trajectory prediction apparatus KR102591707B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200138701A KR102591707B1 (en) 2020-10-23 2020-10-23 Pedestrian trajectory prediction apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200138701A KR102591707B1 (en) 2020-10-23 2020-10-23 Pedestrian trajectory prediction apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220054133A true KR20220054133A (en) 2022-05-02
KR102591707B1 KR102591707B1 (en) 2023-10-20

Family

ID=81593448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200138701A KR102591707B1 (en) 2020-10-23 2020-10-23 Pedestrian trajectory prediction apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102591707B1 (en)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Giannis Nikolentzos 외 2인, "K-hop graph neural networks" (2020.7.15.) 1부.* *
Mohamed, A.; Qian, K.; Elhoseiny, M.; and Claudel, C. 2020. Social-STGCNN: A Social Spatio-Temporal Graph Convolutional Neural Network for Human Trajectory Prediction. In Proceedings of IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR).
김정윤 외 1인, "예측 행태를 고려한 보행자 경로 계획 모형" (2019.10.) 1부.* *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102591707B1 (en) 2023-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102281602B1 (en) Artificial intelligence apparatus and method for recognizing utterance voice of user
KR20190110498A (en) An artificial intelligence server for processing de-identification of unspecific person&#39;s face area from image file and method for the same
KR20190110073A (en) Artificial intelligence apparatus and method for updating artificial intelligence model
KR102225975B1 (en) Engine sound synthesis device and engine sound synthesis method
KR20210072362A (en) Artificial intelligence apparatus and method for generating training data for artificial intelligence model
KR20190107627A (en) An artificial intelligence apparatus for providing location information of vehicle and method for the same
US11710036B2 (en) Artificial intelligence server
KR20190096878A (en) Ai-based air-conditioner
KR20210077482A (en) Artificial intelligence server and method for updating artificial intelligence model by merging plurality of update information
KR102263159B1 (en) Artificial intelligence server for determining route for robot and method for the same
KR102421488B1 (en) An artificial intelligence apparatus using multi version classifier and method for the same
KR20190101333A (en) Voice recognition device and voice recognition method
KR102263250B1 (en) Engine sound cancellation device and engine sound cancellation method
KR20190096871A (en) Artificial intelligence server for controlling plurality of robots and method for the same
KR20210070623A (en) An artificial intelligence apparatus for extracting user interest and method for the same
KR20210066207A (en) Artificial intelligence apparatus and method for recognizing object
KR20190104264A (en) An artificial intelligence apparatus and method for the same
US20220326042A1 (en) Pedestrian trajectory prediction apparatus
KR20210095359A (en) Robot, control method of the robot, and server for controlling the robot
KR20190094317A (en) An artificial intelligence apparatus for predicting performance of speech recognition model in user environment and method for the same
KR20190098934A (en) Robor for providing guide service using artificial intelligence and operating method thereof
KR20190107616A (en) Artificial intelligence apparatus and method for generating named entity table
KR20190095186A (en) Intelligent gateway device and control system including same
KR102229562B1 (en) Artificial intelligence device for providing voice recognition service and operating mewthod thereof
KR20210052958A (en) An artificial intelligence server

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant