WO2021166130A1 - Distance measurement device, distance measurement method, distance measurement learning device, and distance measurement learning method - Google Patents

Distance measurement device, distance measurement method, distance measurement learning device, and distance measurement learning method Download PDF

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杉本　和夫
聖史 斧原
後藤　広樹
隆典 山内
巨生 鈴木
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三菱電機株式会社
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    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Abstract

A distance measurement device (100) comprises a signal information acquisition unit (110) for acquiring signal information representing an electrical signal based on reflected waves that are emitted waves that have been reflected by an object 4 under measurement, a distance information acquisition unit (130) that uses the signal information acquired by the signal information acquisition unit (110) to acquire distance information indicating the distance to the object 4, the distance information acquisition unit (130) being configured to input the signal information as an independent variable into a learned model corresponding to the learning results of machine learning, and acquire the distance information output by the learned model as an inference result, and a distance information output unit (140) for outputting the distance information acquired by the distance information acquisition unit (130).

Description

距離計測装置、距離計測方法、距離計測学習装置、及び、距離計測学習方法Distance measurement device, distance measurement method, distance measurement learning device, and distance measurement learning method
　本開示は、距離計測装置、距離計測方法、距離計測学習装置、及び、距離計測学習方法
に関する。 The present disclosure relates to a distance measuring device, a distance measuring method, a distance measuring learning device, and a distance measuring learning method.
　ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、予め定められた基準点から計測対象の物体までの距離を計測する装置がある。
　例えば、特許文献１には、被加工物の加工面に切削油を供給して、加工面を加工する加工部を備えた工作装置において、周波数が周期的に変化する光を出力する周波数掃引光源から出力された光を、被加工物に照射する照射光と参照光とに分岐して、照射光を被加工物に照射するとともに、被加工物に反射された照射光である反射光と参照光との干渉光のピーク周波数を検出し、ピーク周波数に基づき、工作装置から加工面までの距離を計測する技術が開示されている。
　特許文献１に記載された従来の技術（以下、単に「従来技術」という。）は、屈折率が既知である切削油が計測対象の物体の反射面に存在する場合において、工作装置から加工面までの距離を計測することが可能なものである。 There is a device that measures the distance from a predetermined reference point to an object to be measured by a ToF (Time of Flight) method.
For example, Patent Document 1 describes a frequency sweep light source that outputs light whose frequency changes periodically in a machining apparatus provided with a machining portion for machining a machined surface by supplying cutting oil to the machined surface of the workpiece. The light output from is branched into an irradiation light for irradiating the work piece and a reference light to irradiate the work piece with the irradiation light, and is referred to as a reflected light which is the irradiation light reflected on the work piece. Interference with light A technique for detecting the peak frequency of light and measuring the distance from the machine tool to the machined surface based on the peak frequency is disclosed.
The conventional technique described in Patent Document 1 (hereinafter, simply referred to as “conventional technique”) is used from a machine tool to a machined surface when cutting oil having a known refractive index is present on the reflecting surface of an object to be measured. It is possible to measure the distance to.
特許第６５７６５９４号公報Japanese Patent No. 6576594
　従来技術では、計測対象の物体の反射面に存在する水又は油等の物質の屈折率が未知である場合、予め定められた基準点から計測対象の物体までの距離を正確に計測することができないという問題点があった。 In the prior art, when the refractive index of a substance such as water or oil existing on the reflective surface of the object to be measured is unknown, the distance from a predetermined reference point to the object to be measured can be accurately measured. There was a problem that it could not be done.
　本開示は、上述の問題点を解決するためのものであり、計測対象の物体の反射面に存在する物質の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から計測対象の物体までの距離を正確に計測可能な距離計測装置を提供することを目的としている。 The present disclosure is for solving the above-mentioned problems, and even when the refractive index of a substance existing on the reflective surface of the object to be measured is unknown, the measurement target is to be measured from a predetermined reference point. It is an object of the present invention to provide a distance measuring device capable of accurately measuring the distance to an object.
　本開示の距離計測装置は、計測対象の物体で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報を取得する信号情報取得部と、信号情報取得部が取得する信号情報に基づいて、計測対象の物体までの距離を示す距離情報を取得する距離情報取得部であって、機械学習による学習結果に対応する学習済モデルに信号情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得する距離情報取得部と、距離情報取得部が取得した距離情報を出力する距離情報出力部と、を備えたものである。 The distance measuring device of the present disclosure is based on a signal information acquisition unit that acquires signal information indicating an electric signal based on a reflected wave that is an irradiation wave reflected by an object to be measured, and a signal information acquired by the signal information acquisition unit. , A distance information acquisition unit that acquires distance information indicating the distance to the object to be measured, and inputs signal information as an explanatory variable to the trained model corresponding to the learning result by machine learning, and the trained model infers. It includes a distance information acquisition unit that acquires the distance information to be output as a result, and a distance information output unit that outputs the distance information acquired by the distance information acquisition unit.
　本開示によれば、計測対象の物体の反射面に存在する物質の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から計測対象の物体までの距離を正確に計測することができる。 According to the present disclosure, even when the refractive index of a substance existing on the reflective surface of an object to be measured is unknown, the distance from a predetermined reference point to the object to be measured can be accurately measured. Can be done.
図１は、実施の形態１に係る距離計測装置が適用された距離計測システムの要部の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a main part of a distance measuring system to which the distance measuring device according to the first embodiment is applied. 図２は、実施の形態１に係る距離計測システムが備える光センサ装置の要部の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a main part of the optical sensor device included in the distance measurement system according to the first embodiment. 図３は、周波数掃引光の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of frequency sweep light. 図４は、計測対象の物体に照射された照射光、及び、計測対象の物体で反射した反射光の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the irradiation light applied to the object to be measured and the reflected light reflected by the object to be measured. 図５は、実施の形態１に係る距離計測装置の要部の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of a main part of the distance measuring device according to the first embodiment. 図６Ａ及び図６Ｂは、実施の形態１に係る距離計測装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。6A and 6B are block diagrams showing an example of the hardware configuration of the distance measuring device according to the first embodiment. 図７は、実施の形態１に係る距離計測装置の処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing of the distance measuring device according to the first embodiment. 図８、実施の形態１に係る距離計測学習装置が適用された距離計測学習システムの要部の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an example of a configuration of a main part of a distance measurement learning system to which the distance measurement learning device according to the first embodiment is applied. 図９は、実施の形態１に係る距離計測学習装置の要部の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the main part of the distance measurement learning device according to the first embodiment. 図１０Ａ及び図１０Ｂは、実施の形態１に係る距離計測学習装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。10A and 10B are block diagrams showing an example of the hardware configuration of the distance measurement learning device according to the first embodiment. 図１１は、実施の形態１に係る距離計測学習装置の処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing an example of processing of the distance measurement learning device according to the first embodiment.
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態１．
　図１から図７を参照して、実施の形態１に係る距離計測装置１００について説明する。
　図１を参照して、実施の形態１に係る距離計測装置１００が適用された距離計測システム１の要部の構成について説明する。
　図１は、実施の形態１に係る距離計測装置１００が適用された距離計測システム１の要部の構成の一例を示すブロック図である。
　距離計測システム１は、光センサ装置２０、出力制御装置４０、記憶装置６０、及び、距離計測装置１００を備える。 Embodiment 1.
The distance measuring device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
With reference to FIG. 1, the configuration of a main part of the distance measuring system 1 to which the distance measuring device 100 according to the first embodiment is applied will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a main part of the distance measuring system 1 to which the distance measuring device 100 according to the first embodiment is applied.
The distance measurement system 1 includes an optical sensor device 20, an output control device 40, a storage device 60, and a distance measurement device 100.
　光センサ装置２０は、計測対象の物体４（以下、単に「物体４」という。）に向かって照射波（以下「照射光」という。）を照射し、物体４で反射した照射光である反射波（以下「反射光」という。）を受信する。光センサ装置２０は、受信した反射光を電気信号に変換し、変換後の電気信号を距離計測装置１００に出力する。 The optical sensor device 20 irradiates an irradiation wave (hereinafter referred to as “irradiation light”) toward the object 4 to be measured (hereinafter, simply referred to as “object 4”), and is reflected by the object 4. Receives waves (hereinafter referred to as "reflected light"). The optical sensor device 20 converts the received reflected light into an electric signal, and outputs the converted electric signal to the distance measuring device 100.
　距離計測装置１００は、光センサ装置２０から出力された電気信号を取得し、取得した電気信号に基づいて、予め定められた基準点から物体４までの距離を計測する。距離計測装置１００は、計測した距離を示す距離情報を出力制御装置４０等に出力する。
　予め定められた基準点とは、例えば、光センサ装置２０が物体４に向かって照射光を出射する光センサ装置２０における位置である。より具体的には、例えば、距離計測システム１が、物体４に対して切削等の加工を行う不図示の工作装置に適用される場合、予め定められた基準点とは、工作装置が備える加工ヘッドの先端部等である。 The distance measuring device 100 acquires an electric signal output from the optical sensor device 20, and measures the distance from a predetermined reference point to the object 4 based on the acquired electric signal. The distance measuring device 100 outputs distance information indicating the measured distance to the output control device 40 or the like.
The predetermined reference point is, for example, a position in the optical sensor device 20 in which the optical sensor device 20 emits irradiation light toward the object 4. More specifically, for example, when the distance measurement system 1 is applied to a machine tool (not shown) that performs machining or the like on the object 4, the predetermined reference point is the machining provided by the machine tool. The tip of the head, etc.
　記憶装置６０は、距離計測装置１００が動作する際に必要な予め定められた情報を記憶する。距離計測装置１００は、動作する際に必要な情報を記憶装置６０から読み出す。 The storage device 60 stores predetermined information required when the distance measuring device 100 operates. The distance measuring device 100 reads out information necessary for operation from the storage device 60.
　出力制御装置４０は、距離計測装置１００から出力された距離情報を取得し、取得した距離情報を示す出力信号を生成する。出力制御装置４０は、生成した距離情報を示す出力信号を不図示のディスプレイ又はスピーカ等に出力する。
　距離計測装置１００が距離情報を出力する出力先は、出力制御装置４０に限定されるものではない。距離計測システム１が工作装置等に適用される場合、距離計測装置１００は、当該工作装置等に距離情報を出力しても良い。当該場合、工作装置等は、距離計測装置１００が出力する距離情報に基づいて、例えば、物体４に対して切削等の加工を行う。 The output control device 40 acquires the distance information output from the distance measuring device 100, and generates an output signal indicating the acquired distance information. The output control device 40 outputs an output signal indicating the generated distance information to a display, a speaker, or the like (not shown).
The output destination from which the distance measuring device 100 outputs the distance information is not limited to the output control device 40. When the distance measuring system 1 is applied to a machine tool or the like, the distance measuring device 100 may output the distance information to the machine tool or the like. In this case, the machine tool or the like performs processing such as cutting on the object 4 based on the distance information output by the distance measuring device 100.
　図２を参照して、実施の形態１に係る光センサ装置２０の要部の構成について説明する。
　図２は、実施の形態１に係る距離計測システム１が備える光センサ装置２０の要部の構成の一例を示すブロック図である。
　光センサ装置２０は、周波数掃引光出力部３１、光分岐部３２、出力光学系３３、入力光学系３４、光合波部３５、光検出部３８、及び、Ａ／Ｄ変換器３９を備える。 The configuration of the main part of the optical sensor device 20 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a main part of the optical sensor device 20 included in the distance measurement system 1 according to the first embodiment.
The optical sensor device 20 includes a frequency sweep light output unit 31, an optical branching unit 32, an output optical system 33, an input optical system 34, an optical combiner 35, a photodetector 38, and an A / D converter 39.
　周波数掃引光出力部３１は、時間の経過に伴って周波数が変化する周波数掃引光を出力する。周波数掃引光出力部３１が出力する周波数掃引光は、不図示の光ファイバ等を介して光分岐部３２に導かれる。
　図３は、周波数掃引光の一例を示す説明図である。
　周波数掃引光出力部３１が出力する周波数掃引光は、例えば、時間の経過に伴って周波数が最低周波数ｆｍｉｎから最高周波数ｆｍａｘまで変化する信号である。周波数掃引光出力部３１は、周波数掃引光の周波数が最高周波数ｆｍａｘに到達すると、一旦、周波数掃引光の周波数を最低周波数ｆｍｉｎに戻し、再度、周波数掃引光の周波数を最低周波数ｆｍｉｎから最高周波数ｆｍａｘまで変化させる。 The frequency sweep light output unit 31 outputs frequency sweep light whose frequency changes with the passage of time. The frequency sweep light output by the frequency sweep light output unit 31 is guided to the optical branch unit 32 via an optical fiber or the like (not shown).
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of frequency sweep light.
The frequency sweep light output by the frequency sweep light output unit 31 is, for example, a signal whose frequency changes from the lowest frequency f min to the highest frequency f max with the passage of time. When the frequency of the frequency sweep light reaches the maximum frequency f max , the frequency sweep light output unit 31 once returns the frequency of the frequency sweep light to the minimum frequency f min , and again sets the frequency of the frequency sweep light from the minimum frequency f min. Change to the highest frequency fmax.
　光分岐部３２は、周波数掃引光出力部３１から出力された周波数掃引光を、参照光と照射光とに分岐する。光分岐部３２は、例えば、光カプラにより構成される。
　光分岐部３２が分岐した後の照射光及び参照光のうち、照射光は不図示の光ファイバ等を介して出力光学系３３に導かれ、参照光は不図示の光ファイバ等を介して光合波部３５に導かれる。
　出力光学系３３は、光分岐部３２が分岐した照射光を物体４に向かって照射するための光学系である。出力光学系３３は、例えば、１個以上のレンズにより構成される。
　入力光学系３４は、物体４で反射した反射光を光合波部３５に導くための光学系である。入力光学系３４は、例えば、１個以上のレンズにより構成される。 The optical branching unit 32 branches the frequency sweeping light output from the frequency sweeping light output unit 31 into a reference light and an irradiation light. The optical branching portion 32 is composed of, for example, an optical coupler.
Of the irradiation light and reference light after the optical branching portion 32 is branched, the irradiation light is guided to the output optical system 33 via an optical fiber (not shown), and the reference light is optical combined through an optical fiber (not shown). It is guided to the wave part 35.
The output optical system 33 is an optical system for irradiating the object 4 with the irradiation light branched by the optical branching portion 32. The output optical system 33 is composed of, for example, one or more lenses.
The input optical system 34 is an optical system for guiding the reflected light reflected by the object 4 to the photosynthetic unit 35. The input optical system 34 is composed of, for example, one or more lenses.
　光合波部３５は、入力光学系３４を介して受けた物体４で反射した反射光と、光分岐部３２が分岐した参照光とを合波させて干渉光を生成する。光合波部３５は、生成した干渉光を光検出部３８に出力する。光合波部３５は、例えば、光干渉計により構成される。
　光検出部３８は、光合波部３５が出力した干渉光をアナログ電気信号に変換する。光検出部３８は、干渉光に基づくアナログ電気信号をＡ／Ｄ変換器３９に出力する。光検出部３８は、例えば、光電素子により構成される。
　Ａ／Ｄ変換器３９は、光検出部３８が出力したアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器３９は、干渉光に基づく変換後のデジタル電気信号を距離計測装置１００に出力する。 The optical combiner 35 generates interference light by combining the reflected light reflected by the object 4 received via the input optical system 34 with the reference light branched by the optical branching unit 32. The optical combiner unit 35 outputs the generated interference light to the photodetector unit 38. The photosynthetic unit 35 is composed of, for example, an optical interferometer.
The photodetector 38 converts the interference light output by the photosynthetic unit 35 into an analog electrical signal. The photodetector 38 outputs an analog electric signal based on the interference light to the A / D converter 39. The photodetector 38 is composed of, for example, a photoelectric element.
The A / D converter 39 converts the analog electric signal output by the photodetector 38 into a digital electric signal. The A / D converter 39 outputs the converted digital electric signal based on the interference light to the distance measuring device 100.
　図４は、物体４に照射された照射光、及び、物体４で反射した反射光の一例を示す説明図である。
　図４に示すように、光センサ装置２０から物体４に照射された照射光の一部は、物体４の反射面４ａに存在する物質（以下「付着物５」という。）の表面５ａで反射する。物体４の反射面４ａで反射しなかった照射光の残部は、付着物５内を透過して物体４の反射面４ａで反射する。
　付着物５は、水若しくは油等の光の通過する液体、又は、ガラス等の光の通過する個体等である。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the irradiation light applied to the object 4 and the reflected light reflected by the object 4.
As shown in FIG. 4, a part of the irradiation light emitted from the optical sensor device 20 to the object 4 is reflected by the surface 5a of a substance (hereinafter referred to as “adhesion 5”) existing on the reflecting surface 4a of the object 4. do. The rest of the irradiation light that was not reflected by the reflection surface 4a of the object 4 passes through the deposit 5 and is reflected by the reflection surface 4a of the object 4.
The deposit 5 is a liquid such as water or oil through which light passes, or an individual such as glass through which light passes.
　入力光学系３４には、物体４の反射面４ａで反射した反射光（以下「第１反射光」という。）、及び、当該反射面４ａに存在する付着物５の表面５ａで反射した反射光（以下「第２反射光」という。）の両方を含む反射光が入射する。
　すなわち、Ａ／Ｄ変換器３９が出力するデジタル電気信号は、干渉光に基づくデジタル電気信号であり、Ａ／Ｄ変換器３９が出力するデジタル電気信号は、第１反射光及び第２反射光の少なくとも二つの反射光に基づく電気信号である。
　距離計測装置１００は、光センサ装置２０が備えるＡ／Ｄ変換器３９から出力された第１反射光及び第２反射光の少なくとも二つの反射光に基づくデジタル電気信号である電気信号を取得する。距離計測装置１００は、取得した当該電気信号に基づいて、予め定められた基準点から物体４までの距離を計測する。 The input optical system 34 includes reflected light reflected by the reflecting surface 4a of the object 4 (hereinafter referred to as “first reflected light”) and reflected light reflected by the surface 5a of the deposit 5 existing on the reflecting surface 4a. (Hereinafter referred to as "second reflected light"), reflected light including both is incident.
That is, the digital electric signal output by the A / D converter 39 is a digital electric signal based on the interference light, and the digital electric signal output by the A / D converter 39 is of the first reflected light and the second reflected light. It is an electrical signal based on at least two reflected lights.
The distance measuring device 100 acquires an electric signal which is a digital electric signal based on at least two reflected lights of the first reflected light and the second reflected light output from the A / D converter 39 included in the optical sensor device 20. The distance measuring device 100 measures the distance from the predetermined reference point to the object 4 based on the acquired electric signal.
　図５を参照して、実施の形態１に係る距離計測装置１００の要部の構成について説明する。
　図５は、実施の形態１に係る距離計測装置１００の要部の構成の一例を示すブロック図である。
　距離計測装置１００は、信号情報取得部１１０、補助情報取得部１２０、距離情報取得部１３０、及び、距離情報出力部１４０を備える。 The configuration of the main part of the distance measuring device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the main part of the distance measuring device 100 according to the first embodiment.
The distance measuring device 100 includes a signal information acquisition unit 110, an auxiliary information acquisition unit 120, a distance information acquisition unit 130, and a distance information output unit 140.
　信号情報取得部１１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報を取得する。
　例えば、信号情報取得部１１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を、光センサ装置２０から取得する。具体的には、例えば、信号情報取得部１１０は、光センサ装置２０が備えるＡ／Ｄ変換器３９が出力するデジタル電気信号を取得する。信号情報取得部１１０は、当該デジタル電気信号のスペクトル解析を行うことにより当該デジタル電気信号の周波数スペクトルを取得する。信号情報取得部１１０は、信号情報取得部１１０が取得した周波数スペクトルを、物体４の反射面４ａで反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報として取得する。 The signal information acquisition unit 110 acquires signal information indicating an electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object 4.
For example, the signal information acquisition unit 110 acquires an electric signal based on the reflected wave, which is an irradiation wave reflected by the object 4, from the optical sensor device 20. Specifically, for example, the signal information acquisition unit 110 acquires a digital electric signal output by the A / D converter 39 included in the optical sensor device 20. The signal information acquisition unit 110 acquires the frequency spectrum of the digital electric signal by performing the spectrum analysis of the digital electric signal. The signal information acquisition unit 110 acquires the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit 110 as signal information indicating an electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the reflection surface 4a of the object 4.
　なお、上述のように、信号情報取得部１１０がＡ／Ｄ変換器３９から取得するデジタル電気信号は、少なくとも物体４の反射面４ａで反射した反射光である第１反射光と、当該反射面４ａに存在する付着物５の表面５ａで反射した反射光である第２反射光とに基づく電気信号である。
　また、実施の形態１では、信号情報取得部１１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を、光センサ装置２０から取得するものとして説明するが、信号情報取得部１１０が当該電気信号を取得する先は、光センサ装置２０に限定されるものではない。例えば、信号情報取得部１１０は、記憶装置６０に予め記憶された当該電気信号を示す情報を記憶装置６０から読み出すことにより、当該電気信号を取得しても良い。 As described above, the digital electric signals acquired by the signal information acquisition unit 110 from the A / D converter 39 are at least the first reflected light which is the reflected light reflected by the reflecting surface 4a of the object 4 and the reflecting surface. It is an electric signal based on the second reflected light which is the reflected light reflected by the surface 5a of the deposit 5 existing in 4a.
Further, in the first embodiment, the signal information acquisition unit 110 will be described as acquiring an electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object 4 from the optical sensor device 20, but the signal information acquisition unit 110 The destination for acquiring the electric signal is not limited to the optical sensor device 20. For example, the signal information acquisition unit 110 may acquire the electric signal by reading the information indicating the electric signal stored in advance in the storage device 60 from the storage device 60.
　補助情報取得部１２０は、補助情報を取得する。
　補助情報取得部１２０が取得する補助情報は、付着物屈折率情報、付着物種別情報、物体種別情報、スポット径情報、温度情報、計測可能距離情報、計測位置情報、又は、物体形状情報等である。
　補助情報取得部１２０は、例えば、予め記憶装置６０に記憶された補助情報を記憶装置６０から読み出すことにより、補助情報を取得する。
　付着物屈折率情報は、物体４の反射面４ａに存在する付着物５の屈折率を示す情報である。
　付着物種別情報は、当該付着物５の種類又は材質を示す情報である。付着物種別情報が示す付着物５の種類又は材質は、１つの種類又は材質とは限らず、付着物種別情報は、２つ以上の種類又は材質の付着物５のそれぞれの種類又は材質を示す情報であっても良い。
　物体種別情報は、物体４の種類若しくは材質、又は、物体４の反射面４ａの種類若しくは材質を示す情報である。 The auxiliary information acquisition unit 120 acquires auxiliary information.
The auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit 120 is deposit refractive index information, deposit type information, object type information, spot diameter information, temperature information, measurable distance information, measurement position information, object shape information, or the like. be.
The auxiliary information acquisition unit 120 acquires the auxiliary information by reading the auxiliary information stored in the storage device 60 in advance from the storage device 60, for example.
The refractive index information of the deposit is information indicating the refractive index of the deposit 5 existing on the reflecting surface 4a of the object 4.
The deposit type information is information indicating the type or material of the deposit 5. The type or material of the deposit 5 indicated by the deposit type information is not limited to one type or material, and the deposit type information indicates each type or material of the deposit 5 of two or more types or materials. It may be information.
The object type information is information indicating the type or material of the object 4 or the type or material of the reflecting surface 4a of the object 4.
　スポット径情報は、物体４に向かって照射した照射光のスポット径を示す情報である。
　温度情報は、光センサ装置２０の温度を示す情報である。より具体的には、例えば、温度情報は、光センサ装置２０の温度のうち、光センサ装置２０が備える予め定められた部位の温度を示す情報である。例えば、温度情報が示す温度は、光センサ装置２０が備える部位のうち、照射光の屈折率に影響を与え得る光ファイバ等の部位の温度である。
　計測可能距離情報は、計測可能な距離の範囲であるダイナミックレンジを示す情報である。 The spot diameter information is information indicating the spot diameter of the irradiation light emitted toward the object 4.
The temperature information is information indicating the temperature of the optical sensor device 20. More specifically, for example, the temperature information is information indicating the temperature of a predetermined portion of the temperature of the optical sensor device 20 included in the optical sensor device 20. For example, the temperature indicated by the temperature information is the temperature of a portion such as an optical fiber that can affect the refractive index of the irradiation light among the portions included in the optical sensor device 20.
The measurable distance information is information indicating a dynamic range which is a range of measurable distances.
　計測位置情報は、物体４における予め決められた位置を基準位置として、照射光を照射した時点における照射光の出射位置の相対位置を示す情報である。
　物体形状情報は、物体４の反射面４ａの形状、又は、照射光が反射する物体４の反射面４ａ上の位置における当該反射面４ａの形状を示す情報である。
　距離計測システム１が不図示の工作装置等に適用される場合、物体４は、工作装置等が備える不図示のテーブル等に固定される。計測位置情報は、当該場合、工作装置等における予め決められた位置、又は、工作装置等が備えるテーブル等における予め決められた位置等を示す情報であっても良い。また、物体形状情報は、当該場合、物体４の加工前若しくは加工後における物体４の反射面４ａの形状等を示す情報であっても良い。 The measurement position information is information indicating the relative position of the emission position of the irradiation light at the time of irradiating the irradiation light with the predetermined position on the object 4 as the reference position.
The object shape information is information indicating the shape of the reflecting surface 4a of the object 4 or the shape of the reflecting surface 4a at a position on the reflecting surface 4a of the object 4 on which the irradiation light is reflected.
When the distance measuring system 1 is applied to a machine tool or the like (not shown), the object 4 is fixed to a table or the like (not shown) provided in the machine tool or the like. In this case, the measurement position information may be information indicating a predetermined position in the machine tool or the like, or a predetermined position in the table or the like provided in the machine tool or the like. Further, in this case, the object shape information may be information indicating the shape of the reflecting surface 4a of the object 4 before or after the processing of the object 4.
　なお、補助情報取得部１２０は、実施の形態１に係る距離計測装置１００において、必須の構成ではない。 The auxiliary information acquisition unit 120 is not an essential configuration in the distance measuring device 100 according to the first embodiment.
　距離情報取得部１３０は、信号情報取得部１１０が取得する信号情報に基づいて、物体４までの距離を示す距離情報を取得する。特に、距離情報取得部１３０は、機械学習による学習結果に対応する学習済モデルに、信号情報取得部１１０が取得する信号情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得するものである。
　学習済モデルの詳細については後述する。 The distance information acquisition unit 130 acquires distance information indicating the distance to the object 4 based on the signal information acquired by the signal information acquisition unit 110. In particular, the distance information acquisition unit 130 inputs the signal information acquired by the signal information acquisition unit 110 as an explanatory variable into the learned model corresponding to the learning result by machine learning, and the distance that the learned model outputs as an inference result. It is for acquiring information.
The details of the trained model will be described later.
　距離情報取得部１３０は、信号情報取得部１１０が取得する信号情報に加えて、補助情報取得部１２０が取得する補助情報に基づいて、物体４までの距離を示す距離情報を取得するものであっても良い。距離情報取得部１３０が信号情報及び補助情報に基づいて、物体４までの距離を示す距離情報を取得する場合、距離情報取得部１３０は、機械学習による学習結果に対応する学習済モデルに、信号情報取得部１１０が取得する信号情報、及び、補助情報取得部１２０が取得する補助情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得する。 The distance information acquisition unit 130 acquires distance information indicating the distance to the object 4 based on the auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit 120 in addition to the signal information acquired by the signal information acquisition unit 110. You may. When the distance information acquisition unit 130 acquires the distance information indicating the distance to the object 4 based on the signal information and the auxiliary information, the distance information acquisition unit 130 signals the trained model corresponding to the learning result by the machine learning. The signal information acquired by the information acquisition unit 110 and the auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit 120 are input as explanatory variables, and the distance information output by the learned model as an inference result is acquired.
　距離情報出力部１４０は、距離情報取得部１３０が取得した距離情報を出力する。
　より具体的には、例えば、距離情報出力部１４０は、距離情報を出力制御装置４０に出力する。 The distance information output unit 140 outputs the distance information acquired by the distance information acquisition unit 130.
More specifically, for example, the distance information output unit 140 outputs the distance information to the output control device 40.
　図６Ａ及び図６Ｂを参照して、実施の形態１に係る距離計測装置１００の要部のハードウェア構成について説明する。
　図６Ａ及び図６Ｂは、実施の形態１に係る距離計測装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 The hardware configuration of the main part of the distance measuring device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.
6A and 6B are block diagrams showing an example of the hardware configuration of the distance measuring device 100 according to the first embodiment.
　図６Ａに示す如く、距離計測装置１００は、コンピュータにより構成されており、当該コンピュータはプロセッサ６０１及びメモリ６０２を有している。メモリ６０２には、当該コンピュータを、信号情報取得部１１０、補助情報取得部１２０、距離情報取得部１３０、及び、距離情報出力部１４０として機能させるためのプログラムが記憶されている。メモリ６０２に記憶されているプログラムをプロセッサ６０１が読み出して実行することにより、信号情報取得部１１０、補助情報取得部１２０、距離情報取得部１３０、及び、距離情報出力部１４０の機能が実現される。 As shown in FIG. 6A, the distance measuring device 100 is composed of a computer, which has a processor 601 and a memory 602. The memory 602 stores a program for causing the computer to function as a signal information acquisition unit 110, an auxiliary information acquisition unit 120, a distance information acquisition unit 130, and a distance information output unit 140. When the processor 601 reads and executes the program stored in the memory 602, the functions of the signal information acquisition unit 110, the auxiliary information acquisition unit 120, the distance information acquisition unit 130, and the distance information output unit 140 are realized. ..
　また、図６Ｂに示す如く、距離計測装置１００は、処理回路６０３により構成されても良い。この場合、信号情報取得部１１０、補助情報取得部１２０、距離情報取得部１３０、及び、距離情報出力部１４０の機能が処理回路６０３により実現されても良い。 Further, as shown in FIG. 6B, the distance measuring device 100 may be configured by the processing circuit 603. In this case, the functions of the signal information acquisition unit 110, the auxiliary information acquisition unit 120, the distance information acquisition unit 130, and the distance information output unit 140 may be realized by the processing circuit 603.
　また、距離計測装置１００はプロセッサ６０１、メモリ６０２及び処理回路６０３により構成されても良い（不図示）。この場合、信号情報取得部１１０、補助情報取得部１２０、距離情報取得部１３０、及び、距離情報出力部１４０の機能のうちの一部の機能がプロセッサ６０１及びメモリ６０２により実現されて、残余の機能が処理回路６０３により実現されるものであっても良い。 Further, the distance measuring device 100 may be composed of a processor 601, a memory 602, and a processing circuit 603 (not shown). In this case, some of the functions of the signal information acquisition unit 110, the auxiliary information acquisition unit 120, the distance information acquisition unit 130, and the distance information output unit 140 are realized by the processor 601 and the memory 602, and the remainder The function may be realized by the processing circuit 603.
　プロセッサ６０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いたものである。 The processor 601 uses, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), a microprocessor, a microcontroller, or a DSP (Digital Signal Processor).
　メモリ６０２は、例えば、半導体メモリ又は磁気ディスクを用いたものである。より具体的には、メモリ６０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）などを用いたものである。 The memory 602 uses, for example, a semiconductor memory or a magnetic disk. More specifically, the memory 602 includes a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), and an EEPROM (Electrically Memory). State Drive) or HDD (Hard Disk Drive) or the like is used.
　処理回路６０３は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を用いたものである。 The processing circuit 603 includes, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a System-System (System) System. Is used.
　図７を参照して、実施の形態１に係る距離計測装置１００の動作について説明する。
　図７は、実施の形態１に係る距離計測装置１００の処理の一例を示すフローチャートである。
　距離計測装置１００は、例えば、当該フローチャートの処理を繰り返し実行する。 The operation of the distance measuring device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 7.
FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing of the distance measuring device 100 according to the first embodiment.
The distance measuring device 100 repeatedly executes, for example, the process of the flowchart.
　まず、ステップＳＴ７０１にて、信号情報取得部１１０は、信号情報を取得する。
　次に、ステップＳＴ７０２にて、補助情報取得部１２０は、補助情報を取得する。
　次に、ステップＳＴ７０３にて、距離情報取得部１３０は、学習済モデルに信号情報及び補助情報を説明変数として入力する。
　次に、ステップＳＴ７０４にて、距離情報取得部１３０は、学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得する。
　次に、ステップＳＴ７０５にて、距離情報出力部１４０は、距離情報を出力する。 First, in step ST701, the signal information acquisition unit 110 acquires the signal information.
Next, in step ST702, the auxiliary information acquisition unit 120 acquires the auxiliary information.
Next, in step ST703, the distance information acquisition unit 130 inputs signal information and auxiliary information as explanatory variables to the trained model.
Next, in step ST704, the distance information acquisition unit 130 acquires the distance information output by the trained model as an inference result.
Next, in step ST705, the distance information output unit 140 outputs the distance information.
　ステップＳＴ７０５の後、距離計測装置１００は、当該フローチャートの処理を終了する。距離計測装置１００は、当該フローチャートの処理を終了した後、ステップＳＴ７０１に戻り、当該フローチャートの処理を繰り返し実行する。
　なお、ステップＳＴ７０１及びステップＳＴ７０２の処理の順序は任意である。
　また、距離計測装置１００が補助情報取得部１２０を備えていない場合、ステップＳＴ７０２の処理は必要ない。
　また、当該場合、ステップＳＴ７０３の処理において、距離情報取得部１３０は、学習済モデルに信号情報を説明変数として入力する。 After step ST705, the distance measuring device 100 ends the processing of the flowchart. After finishing the processing of the flowchart, the distance measuring device 100 returns to step ST701 and repeatedly executes the processing of the flowchart.
The order of processing in steps ST701 and ST702 is arbitrary.
Further, when the distance measuring device 100 does not include the auxiliary information acquisition unit 120, the process of step ST702 is not necessary.
Further, in this case, in the process of step ST703, the distance information acquisition unit 130 inputs the signal information to the trained model as an explanatory variable.
　学習済モデルについて説明する。
　学習済モデルは、複数の人工ニューロンである複数のノードを備えるニューラルネットワークにより構成される。具体的には、例えば、学習済モデルは、ニューラルネットワークが備える複数のノードのそれぞれの接続関係を示す情報と、複数のノードのそれぞれに入力される値の重要度を示す重み係数とにより構成される。
　距離情報取得部１３０は、学習済モデルを記憶装置６０から読み出すことにより取得する。距離情報取得部１３０は、学習済モデルを予め備えていても良い。
　学習済モデルは、例えば、以下において説明する距離計測学習装置２００により生成される。 The trained model will be described.
The trained model is composed of a neural network having a plurality of nodes, which are a plurality of artificial neurons. Specifically, for example, the trained model is composed of information indicating the connection relationship of each of a plurality of nodes included in the neural network and a weighting coefficient indicating the importance of the value input to each of the plurality of nodes. NS.
The distance information acquisition unit 130 acquires the learned model by reading it from the storage device 60. The distance information acquisition unit 130 may be provided with a trained model in advance.
The trained model is generated by, for example, the distance measurement learning device 200 described below.
　図８から図１１を参照して、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００について説明する。
　図８を参照して、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００の要部の構成について説明する。
　図８、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００が適用された距離計測学習システム２の要部の構成の一例を示すブロック図である。
　距離計測学習システム２は、光センサ装置２０、記憶装置６０、及び、距離計測学習装置２００を備える。
　なお、距離計測学習システム２が備える構成のうち、実施の形態１に係る距離計測システム１が備える構成と同様の構成については説明を省略する。すなわち、図８において、図１に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。 The distance measurement learning device 200 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 11.
With reference to FIG. 8, the configuration of the main part of the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment will be described.
FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of a main part of the distance measurement learning system 2 to which the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment is applied.
The distance measurement learning system 2 includes an optical sensor device 20, a storage device 60, and a distance measurement learning device 200.
Of the configurations included in the distance measurement learning system 2, the same configuration as the configuration provided in the distance measurement system 1 according to the first embodiment will not be described. That is, in FIG. 8, the same blocks as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
　光センサ装置２０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を距離計測学習装置２００に出力する。
　具体的には、光センサ装置２０は、Ａ／Ｄ変換器３９が出力するデジタル電気信号であって、少なくとも物体４の反射面４ａで反射した反射光である第１反射光と、当該反射面４ａに存在する付着物５の表面５ａで反射した反射光である第２反射光とに基づくデジタル電気信号を、距離計測学習装置２００に出力する。 The optical sensor device 20 outputs an electric signal based on the reflected wave, which is an irradiation wave reflected by the object 4, to the distance measurement learning device 200.
Specifically, the optical sensor device 20 is a first reflected light which is a digital electric signal output by the A / D converter 39 and is reflected at least by the reflecting surface 4a of the object 4, and the reflecting surface. A digital electric signal based on the second reflected light which is the reflected light reflected by the surface 5a of the deposit 5 existing in 4a is output to the distance measurement learning device 200.
　距離計測学習装置２００は、光センサ装置２０が出力する物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報に基づいて学習することにより学習済モデルを生成し、生成した学習済モデルを記憶装置６０等に出力する。
　記憶装置６０は、距離計測学習装置２００が出力した学習済モデルを記憶する。また、記憶装置６０は、距離計測学習装置２００が動作する際に必要な予め定められた情報を記憶する。距離計測学習装置２００は、動作する際に必要な情報を記憶装置６０から読み出す。 The distance measurement learning device 200 generates a trained model by learning based on signal information indicating an electric signal based on the reflected wave which is an irradiation wave reflected by the object 4 output by the optical sensor device 20, and the generated learning. The completed model is output to the storage device 60 or the like.
The storage device 60 stores the learned model output by the distance measurement learning device 200. Further, the storage device 60 stores predetermined information necessary for the distance measurement learning device 200 to operate. The distance measurement learning device 200 reads out information necessary for operation from the storage device 60.
　図９を参照して、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００の要部の構成について説明する。
　図９は、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００の要部の構成の一例を示すブロック図である。
　距離計測学習装置２００は、信号情報取得部２１０、補助情報取得部２２０、学習部２３０、及び、学習済モデル出力部２４０を備える。
　信号情報取得部２１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報を取得する。信号情報取得部２１０は、実施の形態１に係る距離計測システム１が備える信号情報取得部１１０に相当するものであるため、詳細な説明を省略する。 With reference to FIG. 9, the configuration of the main part of the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment will be described.
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the main part of the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment.
The distance measurement learning device 200 includes a signal information acquisition unit 210, an auxiliary information acquisition unit 220, a learning unit 230, and a learned model output unit 240.
The signal information acquisition unit 210 acquires signal information indicating an electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object 4. Since the signal information acquisition unit 210 corresponds to the signal information acquisition unit 110 included in the distance measurement system 1 according to the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
　補助情報取得部２２０は、補助情報を取得する。
　補助情報取得部２２０が取得する補助情報は、付着物屈折率情報、付着物種別情報、物体種別情報、スポット径情報、温度情報、計測可能距離情報、計測位置情報、又は、物体形状情報等である。
　付着物屈折率情報、付着物種別情報、物体種別情報、スポット径情報、温度情報、計測可能距離情報、計測位置情報、又は、物体形状情報については、上述したため説明を省略する。
　補助情報取得部２２０は、例えば、予め記憶装置６０に記憶された補助情報を記憶装置６０から読み出すことにより、補助情報を取得する。 The auxiliary information acquisition unit 220 acquires auxiliary information.
The auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit 220 is deposit refractive index information, deposit type information, object type information, spot diameter information, temperature information, measurable distance information, measurement position information, object shape information, or the like. be.
The description of the deposit refractive index information, the deposit type information, the object type information, the spot diameter information, the temperature information, the measurable distance information, the measurement position information, or the object shape information will be omitted because they have been described above.
The auxiliary information acquisition unit 220 acquires auxiliary information by reading the auxiliary information stored in the storage device 60 in advance from the storage device 60, for example.
　補助情報取得部２２０が取得する補助情報は、物体４の反射面４ａに付着物５が存在しないものと仮定して、信号情報取得部２１０が取得する信号情報に基づいて算出した物体４までの距離を示す仮定距離情報であっても良い。
　例えば、仮定距離情報は、不図示の距離算出部により取得される。
　具体的には、例えば、距離算出部は、信号情報取得部２１０が取得する信号情報が示す参照光の周波数と、信号情報取得部２１０が取得する信号情報が示す物体４の反射面４ａで反射光である第１反射光の周波数とを比較することにより、仮定距離情報を取得する。信号情報取得部２１０が取得する信号情報が示す参照光の周波数と、信号情報取得部２１０が取得する信号情報が示す第１反射光の周波数とを比較することにより、物体４の反射面４ａに付着物５が存在しない場合における物体４までの距離を算出する方法は、周知であるため説明を省略する。
　なお、補助情報取得部２２０は、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００において、必須の構成ではない。 The auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit 220 is up to the object 4 calculated based on the signal information acquired by the signal information acquisition unit 210, assuming that the deposit 5 does not exist on the reflective surface 4a of the object 4. It may be hypothetical distance information indicating the distance.
For example, the assumed distance information is acquired by a distance calculation unit (not shown).
Specifically, for example, the distance calculation unit reflects the frequency of the reference light indicated by the signal information acquired by the signal information acquisition unit 210 and the reflection surface 4a of the object 4 indicated by the signal information acquired by the signal information acquisition unit 210. Assumed distance information is acquired by comparing with the frequency of the first reflected light which is light. By comparing the frequency of the reference light indicated by the signal information acquired by the signal information acquisition unit 210 with the frequency of the first reflected light indicated by the signal information acquired by the signal information acquisition unit 210, the reflecting surface 4a of the object 4 is formed. Since the method of calculating the distance to the object 4 in the absence of the deposit 5 is well known, the description thereof will be omitted.
The auxiliary information acquisition unit 220 is not an essential configuration in the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment.
　学習部２３０は、信号情報取得部２１０が取得する信号情報を学習データとして学習モデルに学習させることにより、物体４までの距離を推論し、当該距離を示す距離情報を出力可能な学習モデルを学習済モデルとして生成する。
　学習モデルは、学習途中段階におけるモデルである。学習モデルは、学習済モデルと同様に、複数の人工ニューロンである複数のノードを備えるニューラルネットワークにより構成される。具体的には、例えば、学習モデルは、ニューラルネットワークが備える複数のノードのそれぞれの接続関係を示す情報と、複数のノードのそれぞれに入力される値の重要度を示す重み係数とにより構成される。
　学習部２３０は、信号情報を学習データとして学習モデルに学習させることにより、学習モデルが備える重み係数を変更させる。
　学習部２３０は、学習済モデルが生成されるまでの間、信号情報を学習データとして繰り返して学習モデルに学習させる。
　なお、初期の学習モデルは、例えば、予め記憶装置６０に記憶されており、学習部２３０は、記憶装置６０に予め記憶された初期の学習モデルを読み出すことにより、学習モデルを取得する。 The learning unit 230 learns a learning model capable of inferring the distance to the object 4 and outputting the distance information indicating the distance by having the learning model learn the signal information acquired by the signal information acquisition unit 210 as learning data. Generate as a finished model.
The learning model is a model in the middle of learning. Similar to the trained model, the learning model is composed of a neural network including a plurality of nodes which are a plurality of artificial neurons. Specifically, for example, the learning model is composed of information indicating the connection relationship of each of a plurality of nodes included in the neural network and a weighting coefficient indicating the importance of the value input to each of the plurality of nodes. ..
The learning unit 230 changes the weighting coefficient of the learning model by training the learning model with signal information as learning data.
The learning unit 230 repeatedly trains the learning model as learning data until the trained model is generated.
The initial learning model is stored in the storage device 60 in advance, for example, and the learning unit 230 acquires the learning model by reading the initial learning model stored in the storage device 60 in advance.
　学習部２３０は、例えば、学習モデルに教師有り学習をさせることにより、学習済モデルを生成する。
　学習部２３０が学習モデルに教師有り学習をさせることにより学習済モデルを生成する場合、学習部２３０は、信号情報を学習データとし、物体４までの実際の距離を示す情報を教師データとして学習モデルに学習させる。
　なお、教師データは、例えば、予め記憶装置６０に記憶されており、学習部２３０は、記憶装置６０に予め記憶された教師データを読み出すことにより、教師データを取得する。
　また、学習データは、当該学習データに対応する教師データとともに予め記憶装置６０に記憶されており、学習部２３０は、記憶装置６０に予め記憶された学習データと教師データとを読み出すことにより、学習データと教師データとを取得するものであってもよい。 The learning unit 230 generates a learned model by, for example, causing a learning model to perform supervised learning.
When the learning unit 230 generates a trained model by causing the learning model to perform supervised learning, the learning unit 230 uses signal information as training data and information indicating the actual distance to the object 4 as teacher data. To learn.
The teacher data is stored in the storage device 60 in advance, for example, and the learning unit 230 acquires the teacher data by reading the teacher data stored in the storage device 60 in advance.
Further, the learning data is stored in the storage device 60 in advance together with the teacher data corresponding to the learning data, and the learning unit 230 learns by reading the learning data and the teacher data stored in advance in the storage device 60. It may be the one that acquires the data and the teacher data.
　図４を参照して説明したように、光センサ装置２０から照射された照射光は、物体４の反射面４ａで反射するほか、当該反射面４ａに存在する付着物５の表面５ａでも反射する。光センサ装置２０には、物体４の反射面４ａで反射した反射光である第１反射光と、当該反射面４ａに存在する付着物５の表面５ａで反射した反射光である第２反射光とを含む反射光が入射する。そのため、光センサ装置２０が出力する電気信号は、少なくとも第１反射光と第２反射光とに基づく電気信号となる。 As described with reference to FIG. 4, the irradiation light emitted from the optical sensor device 20 is reflected not only by the reflection surface 4a of the object 4 but also by the surface 5a of the deposit 5 existing on the reflection surface 4a. .. The optical sensor device 20 includes a first reflected light which is reflected light on the reflecting surface 4a of the object 4 and a second reflected light which is reflected light on the surface 5a of the deposit 5 existing on the reflecting surface 4a. Reflected light including and is incident. Therefore, the electric signal output by the optical sensor device 20 is an electric signal based on at least the first reflected light and the second reflected light.
　物体４の反射面４ａに付着物５が存在する場合、第１反射光は、当該付着物５の表面５ａから物体４の反射面４ａまでを照射光が進むまでの間における照射光の散乱と、物体４の反射面４ａから当該付着物５の表面５ａまでを第１反射光が進むまでの間における第１反射光の散乱とにより、物体４の反射面４ａに付着物５が存在しない場合と比較して、物体４の反射面４ａで反射する第１反射光の強度は小さくなる。
　また、光が付着物５内を通過する際に生じる光の散乱は、付着物５の屈折率の大きさにより変化するという特性を有する。そのため、第１反射光の強度は、付着物５の屈折率の大きさに依存して変化する。具体的には、例えば、付着物５の屈折率が大きい場合、第１反射光の強度は小さくなり、付着物５の屈折率が小さい場合、第１反射光の強度は大きくなる。 When the deposit 5 is present on the reflection surface 4a of the object 4, the first reflected light is the scattering of the irradiation light from the surface 5a of the deposit 5 to the reflection surface 4a of the object 4 until the irradiation light travels. When the deposit 5 does not exist on the reflection surface 4a of the object 4 due to the scattering of the first reflected light from the reflection surface 4a of the object 4 to the surface 5a of the deposit 5 until the first reflected light travels. The intensity of the first reflected light reflected by the reflecting surface 4a of the object 4 is smaller than that of the first reflected light.
Further, the scattering of light generated when light passes through the deposit 5 has a characteristic that it changes depending on the magnitude of the refractive index of the deposit 5. Therefore, the intensity of the first reflected light changes depending on the magnitude of the refractive index of the deposit 5. Specifically, for example, when the refractive index of the deposit 5 is large, the intensity of the first reflected light is low, and when the refractive index of the deposit 5 is low, the intensity of the first reflected light is high.
　同様に、物体４の反射面４ａに付着物５が存在する場合、第１反射光は、当該付着物５の表面５ａから物体４の反射面４ａまでを照射光が進むまでの間における照射光の散乱と、物体４の反射面４ａから当該付着物５の表面５ａまでを第１反射光が進むまでの間における第１反射光の散乱とにより、物体４の反射面４ａに付着物５が存在しない場合と比較して、物体４の反射面４ａで反射する第１反射光の周波数特性は異なるものになる。
　また、上述のとおり、光が付着物５内を通過する際に生じる光の散乱は、付着物５の屈折率の大きさにより変化するという特性を有する。そのため、物体４の反射面４ａで反射する第１反射光の周波数特性は、付着物５の屈折率の大きさに依存して変化する。 Similarly, when the deposit 5 is present on the reflection surface 4a of the object 4, the first reflected light is the irradiation light from the surface 5a of the deposit 5 to the reflection surface 4a of the object 4 until the irradiation light travels. And the scattering of the first reflected light from the reflecting surface 4a of the object 4 to the surface 5a of the deposit 5 until the first reflected light travels, so that the deposit 5 is formed on the reflecting surface 4a of the object 4. The frequency characteristic of the first reflected light reflected by the reflecting surface 4a of the object 4 is different from that in the case where it does not exist.
Further, as described above, the scattering of light generated when light passes through the deposit 5 has a characteristic that it changes depending on the magnitude of the refractive index of the deposit 5. Therefore, the frequency characteristic of the first reflected light reflected by the reflecting surface 4a of the object 4 changes depending on the magnitude of the refractive index of the deposit 5.
　距離計測学習装置２００は、上述のような特性を利用することにより、学習部２３０が信号情報を学習データとして学習モデルに学習させることにより、付着物５の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に推論可能な学習済モデルを生成することができる。
　距離計測装置１００は、このような機械学習による学習結果に対応する学習済モデルに、信号情報取得部１１０が取得する信号情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得することにより、物体４の反射面４ａに存在する付着物５の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することができる。 The distance measurement learning device 200 is a case where the refractive index of the deposit 5 is unknown because the learning unit 230 trains the learning model as learning data by utilizing the above-mentioned characteristics. Also, it is possible to generate a trained model that can accurately infer the distance from a predetermined reference point to the object 4.
The distance measuring device 100 inputs the signal information acquired by the signal information acquisition unit 110 as an explanatory variable into the learned model corresponding to the learning result by such machine learning, and the distance that the learned model outputs as an inference result. By acquiring the information, even when the refractive index of the deposit 5 existing on the reflecting surface 4a of the object 4 is unknown, the distance from the predetermined reference point to the object 4 can be accurately measured. Can be done.
　学習部２３０は、信号情報取得部２１０が取得する信号情報に加えて、補助情報取得部２２０が取得する補助情報を学習データとして学習モデルに学習させることにより、物体４までの距離を推論し、当該距離を示す距離情報を出力可能な学習モデルを学習済モデルとして生成するものであっても良い。 The learning unit 230 infers the distance to the object 4 by having the learning model learn the auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit 220 as learning data in addition to the signal information acquired by the signal information acquisition unit 210. A learning model capable of outputting distance information indicating the distance may be generated as a learned model.
　距離計測学習装置２００は、学習部２３０が信号情報及び補助情報を学習データとして学習モデルに学習させることにより、学習部２３０が信号情報のみを学習データとして学習モデルに学習させる場合と比較して、付着物５の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離をより正確に推論可能な学習済モデルを生成することができる。
　距離計測装置１００は、このような機械学習による学習結果に対応する学習済モデルに、信号情報取得部１１０が取得する信号情報、及び、補助情報取得部１２０が取得する補助情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得することにより、信号情報のみを説明変数として入力する場合と比較して、物体４の反射面４ａに存在する付着物５の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離をより正確に計測することができる。 In the distance measurement learning device 200, as compared with the case where the learning unit 230 trains the learning model with signal information and auxiliary information as learning data, the learning unit 230 trains the learning model with only the signal information as learning data. Even when the refractive index of the deposit 5 is unknown, it is possible to generate a trained model capable of more accurately inferring the distance from the predetermined reference point to the object 4.
The distance measuring device 100 inputs the signal information acquired by the signal information acquisition unit 110 and the auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit 120 as explanatory variables into the learned model corresponding to the learning result by such machine learning. Then, by acquiring the distance information output by the trained model as the inference result, the refractive index of the deposit 5 existing on the reflecting surface 4a of the object 4 is compared with the case where only the signal information is input as the explanatory variable. Is unknown, the distance from the predetermined reference point to the object 4 can be measured more accurately.
　図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００の要部のハードウェア構成について説明する。
　図１０Ａ及び図１０Ｂは、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 The hardware configuration of the main part of the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 10A and 10B.
10A and 10B are block diagrams showing an example of the hardware configuration of the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment.
　図１０Ａに示す如く、距離計測学習装置２００は、コンピュータにより構成されており、当該コンピュータはプロセッサ１００１及びメモリ１００２を有している。メモリ１００２には、当該コンピュータを、信号情報取得部２１０、補助情報取得部２２０、学習部２３０、及び、学習済モデル出力部２４０として機能させるためのプログラムが記憶されている。メモリ１００２に記憶されているプログラムをプロセッサ１００１が読み出して実行することにより、信号情報取得部２１０、補助情報取得部２２０、学習部２３０、及び、学習済モデル出力部２４０の機能が実現される。 As shown in FIG. 10A, the distance measurement learning device 200 is composed of a computer, and the computer has a processor 1001 and a memory 1002. The memory 1002 stores a program for causing the computer to function as a signal information acquisition unit 210, an auxiliary information acquisition unit 220, a learning unit 230, and a learned model output unit 240. When the processor 1001 reads and executes the program stored in the memory 1002, the functions of the signal information acquisition unit 210, the auxiliary information acquisition unit 220, the learning unit 230, and the learned model output unit 240 are realized.
　また、図１０Ｂに示す如く、距離計測学習装置２００は、処理回路６０３により構成されても良い。この場合、信号情報取得部２１０、補助情報取得部２２０、学習部２３０、及び、学習済モデル出力部２４０の機能が処理回路１００３により実現されても良い。 Further, as shown in FIG. 10B, the distance measurement learning device 200 may be configured by the processing circuit 603. In this case, the functions of the signal information acquisition unit 210, the auxiliary information acquisition unit 220, the learning unit 230, and the learned model output unit 240 may be realized by the processing circuit 1003.
　また、距離計測学習装置２００はプロセッサ１００１、メモリ１００２及び処理回路１００３により構成されても良い（不図示）。この場合、信号情報取得部２１０、補助情報取得部２２０、学習部２３０、及び、学習済モデル出力部２４０の機能のうちの一部の機能がプロセッサ１００１及びメモリ１００２により実現されて、残余の機能が処理回路１００３により実現されるものであっても良い。 Further, the distance measurement learning device 200 may be composed of a processor 1001, a memory 1002, and a processing circuit 1003 (not shown). In this case, some of the functions of the signal information acquisition unit 210, the auxiliary information acquisition unit 220, the learning unit 230, and the trained model output unit 240 are realized by the processor 1001 and the memory 1002, and the remaining functions are realized. May be realized by the processing circuit 1003.
　なお、プロセッサ１００１、メモリ１００２、及び、処理回路１００３は、図６に示すプロセッサ６０１、メモリ６０２、及び、処理回路６０３と同様のものである。 The processor 1001, the memory 1002, and the processing circuit 1003 are the same as the processor 601, the memory 602, and the processing circuit 603 shown in FIG.
　図１１を参照して、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００の動作について説明する。
　図１１は、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００の処理の一例を示すフローチャートである。 The operation of the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a flowchart showing an example of processing of the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment.
　まず、ステップＳＴ１１０１にて、信号情報取得部２１０は、信号情報を取得する。
　次に、ステップＳＴ１１０２にて、補助情報取得部２２０は、補助情報を取得する。
　次に、ステップＳＴ１１０３にて、学習部２３０は、学習済モデルが生成されるまでの間、信号情報及び補助情報を学習データとして繰り返して学習モデルに学習させる。
　次に、ステップＳＴ１１０４にて、学習部２３０は、学習済モデルを生成する。
　次に、ステップＳＴ１１０５にて、学習済モデル出力部２４０は、学習済モデルを出力する。 First, in step ST1101, the signal information acquisition unit 210 acquires the signal information.
Next, in step ST1102, the auxiliary information acquisition unit 220 acquires auxiliary information.
Next, in step ST1103, the learning unit 230 repeatedly causes the learning model to learn the signal information and the auxiliary information as learning data until the learned model is generated.
Next, in step ST1104, the learning unit 230 generates a trained model.
Next, in step ST1105, the trained model output unit 240 outputs the trained model.
　ステップＳＴ１１０５の後、距離計測学習装置２００は、当該フローチャートの処理を終了する。
　なお、ステップＳＴ１１０１及びステップＳＴ１１０２の処理の順序は任意である。
　また、距離計測学習装置２００が補助情報取得部２２０を備えていない場合、ステップＳＴ１１０２の処理は必要ない。
　また、当該場合、ステップＳＴ１１０３の処理において、学習部２３０は、信号情報を学習データとして学習モデルに学習させる。 After step ST1105, the distance measurement learning device 200 ends the processing of the flowchart.
The order of processing in steps ST1101 and ST1102 is arbitrary.
Further, when the distance measurement learning device 200 does not include the auxiliary information acquisition unit 220, the process of step ST1102 is not necessary.
Further, in this case, in the process of step ST1103, the learning unit 230 causes the learning model to learn the signal information as learning data.
　これまでに説明した距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０が取得する信号情報は、信号情報取得部１１０が取得する反射波に基づく電気信号をスペクトル解析することより取得した周波数スペクトルであったが、信号情報取得部１１０が取得する信号情報は、これに限定されるものではない。
　また、同様に、これまでに説明した距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０が取得する信号情報は、信号情報取得部２１０が取得する反射波に基づく電気信号をスペクトル解析することより取得した周波数スペクトルであったが、信号情報取得部２１０が取得する信号情報は、これに限定されるものではない。
　例えば、距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０は、信号情報取得部１１０が取得する反射波に基づく電気信号を信号情報としても良い。同様に、距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０は、信号情報取得部２１０が取得する反射波に基づく電気信号を信号情報としても良い。 The signal information acquired by the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 described so far is a frequency spectrum acquired by spectrum analysis of an electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 110. However, the signal information acquired by the signal information acquisition unit 110 is not limited to this.
Similarly, the signal information acquired by the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 described so far is acquired by spectrally analyzing an electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 210. However, the signal information acquired by the signal information acquisition unit 210 is not limited to this.
For example, the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 may use an electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 110 as signal information. Similarly, the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 may use an electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 210 as signal information.
　また、例えば、距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０は、信号情報取得部１１０が取得する反射波に基づく電気信号をスペクトル解析することより周波数スペクトルを取得した後、取得した周波数スペクトルを予め決められた周波数間隔で間引き処理等によるダウンサンプリング処理を行い、ダウンサンプリング処理後の周波数スペクトルを信号情報としても良い。
　このように構成することより、距離計測装置１００が備える距離情報取得部１３０における処理の処理量、又は、距離計測学習装置２００が備える学習部２３０における処理の処理量を低減することができる。 Further, for example, the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 acquires the frequency spectrum by spectrally analyzing the electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 110, and then obtains the acquired frequency spectrum in advance. Downsampling processing such as thinning processing may be performed at predetermined frequency intervals, and the frequency spectrum after the downsampling processing may be used as signal information.
With this configuration, it is possible to reduce the amount of processing processed by the distance information acquisition unit 130 included in the distance measuring device 100 or the amount of processing processed by the learning unit 230 included in the distance measurement learning device 200.
　同様に、距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０は、信号情報取得部２１０が取得する反射波に基づく電気信号をスペクトル解析することより周波数スペクトルを取得した後、取得した周波数スペクトルを予め決められた周波数間隔で間引き処理等によるダウンサンプリング処理を行い、ダウンサンプリング処理後の周波数スペクトルを信号情報としても良い。
　このように構成することより、距離計測装置１００が備える距離情報取得部１３０における処理の処理量、又は、距離計測学習装置２００が備える学習部２３０における処理の処理量を低減することができる。 Similarly, the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 acquires the frequency spectrum by spectrally analyzing the electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 210, and then obtains the acquired frequency spectrum in advance. Downsampling processing such as thinning processing may be performed at predetermined frequency intervals, and the frequency spectrum after the downsampling processing may be used as signal information.
With this configuration, it is possible to reduce the amount of processing processed by the distance information acquisition unit 130 included in the distance measuring device 100 or the amount of processing processed by the learning unit 230 included in the distance measurement learning device 200.
　また、例えば、距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０は、信号情報取得部１１０が取得する反射波に基づく電気信号に対して平準化フィルタリング処理等のノイズ除去処理を行い、ノイズ除去処理後の電気信号についてスペクトル解析を行っても良い。
　このように構成することより、距離計測装置１００は、学習済モデルが推論結果として出力する距離情報について、精度のより高い距離情報を取得することができる。 Further, for example, the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 performs noise removal processing such as leveling filtering processing on the electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 110, and after the noise removal processing. Spectral analysis may be performed on the electric signal of.
With this configuration, the distance measuring device 100 can acquire more accurate distance information from the distance information output by the trained model as an inference result.
　同様に、距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０は、信号情報取得部２１０が取得する反射波に基づく電気信号に、平準化フィルタリング処理等のノイズ除去処理を行い、ノイズ除去処理後の電気信号についてスペクトル解析を行っても良い。
　このように構成することより、距離計測学習装置２００は、学習済モデルの推論精度を向上させることができる。 Similarly, the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 performs noise removal processing such as leveling filtering processing on the electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 210, and after the noise removal processing. Spectral analysis may be performed on the electrical signal.
With this configuration, the distance measurement learning device 200 can improve the inference accuracy of the trained model.
　また、例えば、距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０は、信号情報取得部１１０が取得する反射波に基づく電気信号をスペクトル解析することより周波数スペクトルを取得した後、取得した周波数スペクトルに対して主成分分析又は独立成分分析を行い、当該周波数スペクトルのうち、強度の大きい周波数成分から順に予め定められた割合の周波数成分を抽出して、抽出した周波数成分の周波数スペクトルを信号情報としても良い。
　同様に、距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０は、信号情報取得部２１０が取得する反射波に基づく電気信号をスペクトル解析することより周波数スペクトルを取得した後、取得した周波数スペクトルに対して主成分分析又は独立成分分析を行い、当該周波数スペクトルのうち、強度の大きい周波数成分から順に予め定められた割合の周波数成分を抽出して、抽出した周波数成分の周波数スペクトルを信号情報としても良い。
　このように構成することより、距離計測装置１００が備える距離情報取得部１３０における処理の処理量、又は、距離計測学習装置２００が備える学習部２３０における処理の処理量を低減することができる。 Further, for example, the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 acquires a frequency spectrum by spectrum-analyzing an electric signal based on a reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 110, and then obtains a frequency spectrum with respect to the acquired frequency spectrum. It is also possible to perform principal component analysis or independent component analysis, extract frequency components in a predetermined ratio in order from the frequency component having the highest intensity, and use the frequency spectrum of the extracted frequency component as signal information. ..
Similarly, the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 acquires the frequency spectrum by spectrally analyzing the electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 210, and then obtains the frequency spectrum with respect to the acquired frequency spectrum. It is also possible to perform principal component analysis or independent component analysis, extract frequency components in a predetermined ratio in order from the frequency component having the highest intensity, and use the frequency spectrum of the extracted frequency component as signal information. ..
With this configuration, it is possible to reduce the amount of processing processed by the distance information acquisition unit 130 included in the distance measuring device 100 or the amount of processing processed by the learning unit 230 included in the distance measurement learning device 200.
　また、例えば、距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０は、信号情報取得部１１０が取得する反射波に基づく電気信号に対して、帯域通過フィルタ等を用いて周波数帯域制限処理を行い、周波数帯域制限処理後の電気信号についてスペクトル解析を行っても良い。
　同様に、距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０は、信号情報取得部２１０が取得する反射波に基づく電気信号に対して、帯域通過フィルタ等を用いて周波数帯域制限処理を行い、周波数帯域制限処理後の電気信号についてスペクトル解析を行っても良い。
　このように構成することより、スペクトル解析を行う電気信号の周波数範囲を有効な周波数範囲に制限することができる。そのため、距離計測装置１００が備える距離情報取得部１３０における処理の処理量、又は、距離計測学習装置２００が備える学習部２３０における処理の処理量を低減することができる。 Further, for example, the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 performs frequency band limiting processing on the electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 110 by using a band passing filter or the like to perform frequency band limiting processing. Spectral analysis may be performed on the electric signal after the band limitation processing.
Similarly, the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 performs frequency band limitation processing on the electric signal based on the reflected wave acquired by the signal information acquisition unit 210 by using a band passage filter or the like, and performs frequency band limiting processing. Spectral analysis may be performed on the electric signal after the band limitation processing.
With this configuration, the frequency range of the electrical signal for which the spectrum analysis is performed can be limited to an effective frequency range. Therefore, it is possible to reduce the amount of processing processed by the distance information acquisition unit 130 included in the distance measuring device 100 or the amount of processing processed by the learning unit 230 included in the distance measurement learning device 200.
　また、これまでに説明した距離計測学習装置２００が備える学習部２３０が生成する学習済モデルは、距離情報を出力するものであったが、学習部２３０が生成する学習済モデルは、距離情報に加えて、距離情報以外の情報を出力可能なものであって良い。
　例えば、距離計測学習装置２００が備える学習部２３０は、距離情報に加えて、当該距離情報が示す物体４までの距離の信頼度を示す信頼度情報を出力可能な学習済モデルを生成しても良い。
　このような学習済モデルを用いることにより、距離計測装置１００が備える距離情報取得部１３０は、学習済モデルが推論結果として出力する距離情報及び信頼度情報を取得するようにしても良い。更に、距離計測装置１００が備える距離情報出力部１４０は、距離情報取得部１３０が取得した距離情報及び信頼度情報を出力するようにしても良い。 Further, the learned model generated by the learning unit 230 included in the distance measurement learning device 200 described so far outputs distance information, but the learned model generated by the learning unit 230 is used as distance information. In addition, information other than distance information may be output.
For example, the learning unit 230 included in the distance measurement learning device 200 may generate a trained model capable of outputting reliability information indicating the reliability of the distance to the object 4 indicated by the distance information in addition to the distance information. good.
By using such a trained model, the distance information acquisition unit 130 included in the distance measuring device 100 may acquire the distance information and the reliability information output by the trained model as an inference result. Further, the distance information output unit 140 included in the distance measurement device 100 may output the distance information and the reliability information acquired by the distance information acquisition unit 130.
　このように構成することより、距離計測装置１００は、距離計測装置１００が計測した物体４までの距離を、距離計測装置１００を使用するユーザ、又は、距離計測装置１００が適用された不図示の工作装置等に提示するとともに、当該距離の信頼度をユーザ又は工作装置等に提示することができる。
　また、このように構成することより、ユーザ又は工作装置等は、例えば、距離計測装置１００が計測した物体４までの距離の信頼度に応じて、距離計測装置１００、又は、距離計測装置１００が適用された距離計測システム１等に対して、物体４までの距離の再計測を指示することができる。 With this configuration, the distance measuring device 100 measures the distance to the object 4 measured by the distance measuring device 100 by the user who uses the distance measuring device 100 or by the distance measuring device 100 (not shown). In addition to presenting to the machine tool and the like, the reliability of the distance can be presented to the user or the machine tool and the like.
Further, with this configuration, the user, the machine tool, or the like can use, for example, the distance measuring device 100 or the distance measuring device 100 according to the reliability of the distance to the object 4 measured by the distance measuring device 100. It is possible to instruct the applied distance measurement system 1 and the like to remeasure the distance to the object 4.
　また、これまでに説明した距離計測学習装置２００が備える学習部２３０は、信号情報取得部２１０が取得する１つの信号情報を１つの学習データとして学習モデルに学習させることにより、学習済モデルとして生成するものであったが、学習部２３０はこれに限定されるものではない。例えば、学習部２３０は、信号情報取得部２１０が取得する複数の信号情報を１つの学習データとして学習モデルに学習させることにより、学習済モデルとして生成するものであっても良い。
　このように構成することにより、距離計測学習装置２００は、学習部２３０が１つの信号情報を１つの学習データとして学習モデルに学習させる場合と比較して、付着物５の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離をより正確に推論可能な学習済モデルを生成することができる。 Further, the learning unit 230 included in the distance measurement learning device 200 described so far is generated as a learned model by causing the learning model to learn one signal information acquired by the signal information acquisition unit 210 as one learning data. However, the learning unit 230 is not limited to this. For example, the learning unit 230 may be generated as a learned model by having the learning model learn a plurality of signal information acquired by the signal information acquisition unit 210 as one learning data.
With this configuration, in the distance measurement learning device 200, the refractive index of the deposit 5 is unknown as compared with the case where the learning unit 230 trains the learning model with one signal information as one learning data. Even in this case, it is possible to generate a trained model capable of more accurately inferring the distance from the predetermined reference point to the object 4.
　更に、学習部２３０が、信号情報取得部２１０が取得する複数の信号情報を１つの学習データとして学習モデルに学習させる場合、補助情報取得部２２０が複数の信号情報のそれぞれに対応する計測位置情報を取得し、学習部２３０は、複数の信号情報と、各信号情報に対応する計測位置情報とを１つの学習データとして学習モデルに学習させても良い。
　このように構成することにより、例えば、学習部２３０は、物体４の反射面４ａにおける近傍の位置で反射した複数の第１反射光のそれぞれに基づく電気信号を示す信号情報の相関を用いて、学習モデルに学習させることができる。そのため、距離計測学習装置２００は、学習部２３０が単に複数の信号情報を１つの学習データとして学習モデルに学習させる場合と比較して、付着物５の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離をより正確に推論可能な学習済モデルを生成することができる。 Further, when the learning unit 230 causes the learning model to learn a plurality of signal information acquired by the signal information acquisition unit 210 as one learning data, the auxiliary information acquisition unit 220 measures measurement position information corresponding to each of the plurality of signal information. The learning unit 230 may train the learning model as one learning data of the plurality of signal information and the measurement position information corresponding to each signal information.
With this configuration, for example, the learning unit 230 uses the correlation of signal information indicating an electric signal based on each of the plurality of first reflected lights reflected at a position near the reflection surface 4a of the object 4. The learning model can be trained. Therefore, in the distance measurement learning device 200, even when the refractive index of the deposit 5 is unknown, as compared with the case where the learning unit 230 simply trains the learning model with a plurality of signal information as one learning data. , It is possible to generate a trained model capable of more accurately inferring the distance from the predetermined reference point to the object 4.
　また、同様に、これまでに説明した距離計測装置１００が備える距離情報取得部１３０は、信号情報取得部１１０が取得する１つの信号情報に基づいて、機械学習による学習結果に対応する学習済モデルに１つの信号情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得するものであったが、距離情報取得部１３０は、これに限定さるものではない。例えば、距離情報取得部１３０は、信号情報取得部１１０が取得する複数の信号情報に基づいて、学習済モデルに複数の信号情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得するものであっても良い。
　このように構成することにより、距離計測装置１００は、学習済モデルに１つの信号情報を説明変数として入力する場合と比較して、物体４の反射面４ａに存在する付着物５の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離をより正確に計測することができる。 Similarly, the distance information acquisition unit 130 included in the distance measurement device 100 described so far is a learned model corresponding to the learning result by machine learning based on one signal information acquired by the signal information acquisition unit 110. One signal information is input as an explanatory variable, and the distance information output by the trained model as an inference result is acquired, but the distance information acquisition unit 130 is not limited to this. For example, the distance information acquisition unit 130 inputs a plurality of signal information as explanatory variables to the trained model based on the plurality of signal information acquired by the signal information acquisition unit 110, and the trained model outputs the inference result. It may be the one that acquires the distance information.
With this configuration, the distance measuring device 100 has a refractive index of the deposit 5 existing on the reflecting surface 4a of the object 4 as compared with the case where one signal information is input to the trained model as an explanatory variable. Even if it is unknown, the distance from the predetermined reference point to the object 4 can be measured more accurately.
　更に、距離情報取得部１３０が、学習済モデルに複数の信号情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得する場合、補助情報取得部１２０が複数の信号情報のそれぞれに対応する計測位置情報を取得し、距離情報取得部１３０は、学習済モデルに複数の信号情報と、各信号情報に対応する計測位置情報とを説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得するものであっても良い。
　このように構成することにより、例えば、距離情報取得部１３０は、物体４の反射面４ａにおける近傍の位置で反射した複数の第１反射光のそれぞれに基づく電気信号を示す信号情報の相関を用いて、学習済モデルに物体４までの距離を推論させることができる。そのため、距離計測装置１００は、距離情報取得部１３０が学習済モデルに単に複数の信号情報を説明変数として入力する場合と比較して、付着物５の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離をより正確に計測することができる。 Further, when the distance information acquisition unit 130 inputs a plurality of signal information into the trained model as explanatory variables and acquires the distance information output by the trained model as an inference result, the auxiliary information acquisition unit 120 receives the plurality of signals. The measurement position information corresponding to each of the information is acquired, and the distance information acquisition unit 130 inputs a plurality of signal information and the measurement position information corresponding to each signal information into the trained model as explanatory variables, and the trained model has been trained. The model may acquire the distance information output as the inference result.
With this configuration, for example, the distance information acquisition unit 130 uses the correlation of signal information indicating an electric signal based on each of the plurality of first reflected lights reflected at a position near the reflection surface 4a of the object 4. Therefore, the trained model can infer the distance to the object 4. Therefore, in the distance measuring device 100, even when the refractive index of the deposit 5 is unknown, as compared with the case where the distance information acquisition unit 130 simply inputs a plurality of signal information into the trained model as explanatory variables. , The distance from the predetermined reference point to the object 4 can be measured more accurately.
　以上のように、実施の形態１に係る距離計測装置１００は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報を取得する信号情報取得部１１０と、信号情報取得部１１０が取得する信号情報に基づいて、物体４までの距離を示す距離情報を取得する距離情報取得部１３０であって、機械学習による学習結果に対応する学習済モデルに信号情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得する距離情報取得部１３０と、距離情報取得部１３０が取得した距離情報を出力する距離情報出力部１４０と、を備えた。
　このように構成することにより、距離計測装置１００は、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することができる。 As described above, the distance measuring device 100 according to the first embodiment has a signal information acquisition unit 110 for acquiring signal information indicating an electric signal based on the reflected wave which is an irradiation wave reflected by the object 4, and a signal information acquisition unit 110. Based on the signal information acquired by 110, the distance information acquisition unit 130 acquires distance information indicating the distance to the object 4, and inputs the signal information as an explanatory variable to the trained model corresponding to the learning result by machine learning. A distance information acquisition unit 130 for acquiring the distance information output by the trained model as an inference result, and a distance information output unit 140 for outputting the distance information acquired by the distance information acquisition unit 130 are provided.
With this configuration, the distance measuring device 100 can use the object from a predetermined reference point even when the refractive index of the substance (adhesion 5) existing on the reflecting surface 4a of the object 4 is unknown. The distance to 4 can be measured accurately.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測装置１００は、上述の構成において、距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得し、信号情報取得部１１０が取得した電気信号の周波数スペクトルを取得し、取得した周波数スペクトルを、当該電気信号を示す信号情報として取得するように構成した。
　このように構成することにより、距離計測装置１００は、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することができる。 Further, as described above, in the distance measuring device 100 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 is based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object 4. The electric signal is acquired, the frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 110 is acquired, and the acquired frequency spectrum is acquired as signal information indicating the electric signal.
With this configuration, the distance measuring device 100 can use the object from a predetermined reference point even when the refractive index of the substance (adhesion 5) existing on the reflecting surface 4a of the object 4 is unknown. The distance to 4 can be measured accurately.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測装置１００は、上述の構成において、距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得し、信号情報取得部１１０が取得した電気信号の周波数スペクトルを取得し、信号情報取得部１１０が取得した周波数スペクトルに対してダウンサンプリング処理を行い、ダウンサンプリング処理後の周波数スペクトルを、当該電気信号を示す信号情報として取得するように構成した。
　このように構成することにより、距離計測装置１００は、距離計測装置１００が備える距離情報取得部１３０における処理の処理量を低減しつつ、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することができる。 Further, as described above, in the distance measuring device 100 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 is based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object 4. The electric signal is acquired, the frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 110 is acquired, the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit 110 is downsampled, and the frequency spectrum after the downsampling processing is obtained. , It was configured to be acquired as signal information indicating the electric signal.
With this configuration, the distance measuring device 100 reduces the amount of processing in the distance information acquisition unit 130 included in the distance measuring device 100, and the substance (adhesion 5) existing on the reflective surface 4a of the object 4. Even when the refractive index of the object 4 is unknown, the distance from the predetermined reference point to the object 4 can be accurately measured.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測装置１００は、上述の構成において、距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得し、信号情報取得部１１０が取得した電気信号の周波数スペクトルを取得し、信号情報取得部１１０が取得した周波数スペクトルのうち、強度の大きい周波数成分から順に予め定められた割合の周波数成分を抽出して、信号情報取得部１１０が抽出した周波数成分の周波数スペクトルを、当該電気信号を示す信号情報として取得するように構成した。
　このように構成することにより、距離計測装置１００は、距離計測装置１００が備える距離情報取得部１３０における処理の処理量を低減しつつ、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することができる。 Further, as described above, in the distance measuring device 100 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 is based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object 4. An electric signal is acquired, a frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 110 is acquired, and a predetermined ratio of frequencies is obtained in order from the frequency component having the highest intensity in the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit 110. The components are extracted, and the frequency spectrum of the frequency component extracted by the signal information acquisition unit 110 is configured to be acquired as signal information indicating the electric signal.
With this configuration, the distance measuring device 100 reduces the amount of processing in the distance information acquisition unit 130 included in the distance measuring device 100, and the substance (adhesion 5) existing on the reflective surface 4a of the object 4. Even when the refractive index of the object 4 is unknown, the distance from the predetermined reference point to the object 4 can be accurately measured.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測装置１００は、上述の構成において、距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得し、信号情報取得部１１０が取得した電気信号に対してノイズ除去処理を行い、ノイズ除去処理後の電気信号の周波数スペクトルを取得し、信号情報取得部１１０が取得した周波数スペクトルを、当該電気信号を示す信号情報として取得するように構成した。
　このように構成することにより、距離計測装置１００は、信号情報取得部１１０が取得した電気信号に対してノイズ除去処理を行わない場合と比較して、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離をより正確に計測することができる。 Further, as described above, in the distance measuring device 100 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 is based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object 4. The electric signal is acquired, noise removal processing is performed on the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 110, the frequency spectrum of the electric signal after the noise removal processing is acquired, and the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit 110 is obtained. , It was configured to be acquired as signal information indicating the electric signal.
With this configuration, the distance measuring device 100 has a substance (a substance existing on the reflecting surface 4a of the object 4) as compared with the case where the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 110 is not subjected to the noise removal processing. Even when the refractive index of the deposit 5) is unknown, the distance from the predetermined reference point to the object 4 can be measured more accurately.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測装置１００は、上述の構成において、距離計測装置１００が備える信号情報取得部１１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得し、信号情報取得部１１０が取得した電気信号に対して周波数帯域制限処理を行い、周波数帯域制限処理後の電気信号の周波数スペクトルを取得し、信号情報取得部１１０が取得した周波数スペクトルを、反射波に基づく電気信号を示す信号情報として取得するように構成した。
　このように構成することにより、距離計測装置１００は、距離計測装置１００が備える距離情報取得部１３０における処理の処理量を低減しつつ、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することができる。 Further, as described above, in the distance measuring device 100 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the signal information acquisition unit 110 included in the distance measuring device 100 is based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object 4. The electric signal is acquired, the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 110 is subjected to frequency band limiting processing, the frequency spectrum of the electric signal after the frequency band limiting processing is acquired, and the frequency acquired by the signal information acquisition unit 110. The spectrum was configured to be acquired as signal information indicating an electrical signal based on the reflected wave.
With this configuration, the distance measuring device 100 reduces the amount of processing in the distance information acquisition unit 130 included in the distance measuring device 100, and the substance (adhesion 5) existing on the reflective surface 4a of the object 4. Even when the refractive index of the object 4 is unknown, the distance from the predetermined reference point to the object 4 can be accurately measured.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測装置１００は、上述の構成に加えて、補助情報を取得する補助情報取得部１２０を備え、距離情報取得部１３０は、信号情報取得部１１０が取得する信号情報に加えて、補助情報取得部１２０が取得する補助情報に基づいて、機械学習による学習結果に対応する学習済モデルに信号情報及び補助情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得するように構成した。
　　このように構成することにより、距離計測装置１００は、学習済モデルに信号情報のみを説明変数として入力する場合と比較して、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離をより正確に計測することができる。 Further, as described above, the distance measuring device 100 according to the first embodiment includes an auxiliary information acquisition unit 120 for acquiring auxiliary information in addition to the above configuration, and the distance information acquisition unit 130 is a signal information acquisition unit. Based on the auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit 120 in addition to the signal information acquired by 110, the signal information and auxiliary information are input as explanatory variables into the trained model corresponding to the learning result by machine learning, and the learning is performed. It is configured to acquire the distance information output by the completed model as the inference result.
With this configuration, the distance measuring device 100 refracts the substance (adhesion 5) existing on the reflecting surface 4a of the object 4 as compared with the case where only the signal information is input to the trained model as an explanatory variable. Even when the rate is unknown, the distance from the predetermined reference point to the object 4 can be measured more accurately.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測装置１００は、上述の構成において、距離情報取得部１３０は、学習済モデルが推論結果として出力する距離情報を取得するとともに、学習済モデルが推論結果として出力する信頼度情報であって、当該距離情報が示す物体４までの距離の信頼度を示す信頼度情報を取得し、距離情報出力部１４０は、距離情報取得部１３０が取得した距離情報に加えて、距離情報取得部１３０が取得した信頼度情報を出力するように構成した。 Further, as described above, in the distance measuring device 100 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the distance information acquisition unit 130 acquires the distance information output by the trained model as the inference result, and the trained model. Is the reliability information output as the inference result, and the reliability information indicating the reliability of the distance to the object 4 indicated by the distance information is acquired, and the distance information output unit 140 is acquired by the distance information acquisition unit 130. In addition to the distance information, the reliability information acquired by the distance information acquisition unit 130 is configured to be output.
　このように構成することより、距離計測装置１００は、距離計測装置１００が計測した物体４までの距離を、距離計測装置１００を使用するユーザ、又は、距離計測装置１００が適用された不図示の工作装置等に提示するとともに、当該距離の信頼度をユーザ又は工作装置等に提示することができる。
　また、このように構成することより、ユーザ又は工作装置等は、例えば、距離計測装置１００が計測した物体４までの距離の信頼度に応じて、距離計測装置１００、又は、距離計測装置１００が適用された距離計測システム１等に対して、物体４までの距離の再計測を指示することができる。 With this configuration, the distance measuring device 100 measures the distance to the object 4 measured by the distance measuring device 100 by the user who uses the distance measuring device 100 or by the distance measuring device 100 (not shown). In addition to presenting to the machine tool and the like, the reliability of the distance can be presented to the user or the machine tool and the like.
Further, with this configuration, the user, the machine tool, or the like can use, for example, the distance measuring device 100 or the distance measuring device 100 according to the reliability of the distance to the object 4 measured by the distance measuring device 100. It is possible to instruct the applied distance measurement system 1 and the like to remeasure the distance to the object 4.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報を取得する信号情報取得部２１０と、信号情報取得部２１０が取得する信号情報を学習データとして学習モデルに学習させることにより、物体４までの距離を推論し、当該距離を示す距離情報を出力可能な学習モデルを学習済モデルとして生成する学習部２３０と、学習部２３０が生成する学習済モデルを出力する学習済モデル出力部２４０と、を備えた。
　このように構成することにより、距離計測学習装置２００は、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することを可能にする学習済モデルを提供することができる。 Further, as described above, the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment has a signal information acquisition unit 210 for acquiring signal information indicating an electric signal based on the reflected wave which is an irradiation wave reflected by the object 4, and a signal. Learning to infer the distance to the object 4 by having the learning model learn the signal information acquired by the information acquisition unit 210 as learning data, and to generate a learning model capable of outputting the distance information indicating the distance as a learned model. A unit 230 and a trained model output unit 240 that outputs a trained model generated by the learning unit 230 are provided.
With this configuration, the distance measurement learning device 200 can be used from a predetermined reference point even when the refractive index of the substance (adhesion 5) existing on the reflecting surface 4a of the object 4 is unknown. It is possible to provide a trained model that enables accurate measurement of the distance to the object 4.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００は、上述の構成において、距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得し、信号情報取得部２１０が取得した電気信号の周波数スペクトルを取得し、取得した周波数スペクトルを、当該電気信号を示す信号情報として取得するように構成した。
　このように構成することにより、距離計測学習装置２００は、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することを可能にする学習済モデルを提供することができる。 Further, as described above, in the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 is a reflected wave which is an irradiation wave reflected by the object 4. The electric signal based on the above is acquired, the frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 210 is acquired, and the acquired frequency spectrum is acquired as signal information indicating the electric signal.
With this configuration, the distance measurement learning device 200 can be used from a predetermined reference point even when the refractive index of the substance (adhesion 5) existing on the reflecting surface 4a of the object 4 is unknown. It is possible to provide a trained model that enables accurate measurement of the distance to the object 4.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００は、上述の構成において、距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得し、信号情報取得部２１０が取得した電気信号の周波数スペクトルを取得し、信号情報取得部２１０が取得した周波数スペクトルに対してダウンサンプリング処理を行い、ダウンサンプリング処理後の周波数スペクトルを、当該電気信号を示す信号情報として取得するように構成した。
　このように構成することにより、距離計測学習装置２００は、距離計測学習装置２００が備える学習部２３０における処理の処理量を低減しつつ、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することを可能にする学習済モデルを提供することができる。 Further, as described above, in the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 is a reflected wave which is an irradiation wave reflected by the object 4. The electric signal based on the above is acquired, the frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 210 is acquired, the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit 210 is downsampled, and the frequency after the downsampling processing is performed. The spectrum was configured to be acquired as signal information indicating the electric signal.
With this configuration, the distance measurement learning device 200 reduces the amount of processing in the learning unit 230 included in the distance measurement learning device 200, and the substance (adhesion 5) existing on the reflective surface 4a of the object 4. It is possible to provide a trained model that enables accurate measurement of the distance from a predetermined reference point to the object 4 even when the refractive index of the object 4 is unknown.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００は、上述の構成において、距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得し、信号情報取得部２１０が取得した電気信号の周波数スペクトルを取得し、信号情報取得部２１０が取得した周波数スペクトルのうち、強度の大きい周波数成分から順に予め定められた割合の周波数成分を抽出して、信号情報取得部１１０が抽出した周波数成分の周波数スペクトルを、当該電気信号を示す信号情報として取得するように構成した。
　このように構成することにより、距離計測学習装置２００は、距離計測学習装置２００が備える学習部２３０における処理の処理量を低減しつつ、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することを可能にする学習済モデルを提供することができる。 Further, as described above, in the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 is a reflected wave which is an irradiation wave reflected by the object 4. The frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 210 is acquired, and the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit 210 is determined in order from the frequency component having the highest intensity. The frequency component of the above is extracted, and the frequency spectrum of the frequency component extracted by the signal information acquisition unit 110 is configured to be acquired as signal information indicating the electric signal.
With this configuration, the distance measurement learning device 200 reduces the amount of processing in the learning unit 230 included in the distance measurement learning device 200, and the substance (adhesion 5) existing on the reflective surface 4a of the object 4. It is possible to provide a trained model that enables accurate measurement of the distance from a predetermined reference point to the object 4 even when the refractive index of the object 4 is unknown.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００は、上述の構成において、距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得し、信号情報取得部２１０が取得した電気信号に対してノイズ除去処理を行い、ノイズ除去処理後の電気信号の周波数スペクトルを取得し、信号情報取得部２１０が取得した周波数スペクトルを、当該電気信号を示す信号情報として取得するように構成した。
　このように構成することにより、距離計測学習装置２００は、信号情報取得部２１０が取得した電気信号に対してノイズ除去処理を行わない場合と比較して、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離をより正確に計測することを可能にする学習済モデルを提供することができる。 Further, as described above, in the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 is a reflected wave which is an irradiation wave reflected by the object 4. The electric signal based on the above is acquired, noise removal processing is performed on the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 210, the frequency spectrum of the electric signal after the noise removal processing is acquired, and the frequency acquired by the signal information acquisition unit 210. The spectrum was configured to be acquired as signal information indicating the electric signal.
With this configuration, the distance measurement learning device 200 is a substance existing on the reflecting surface 4a of the object 4 as compared with the case where the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 210 is not subjected to the noise removal processing. Even when the refractive index of (adhesion 5) is unknown, it is possible to provide a trained model that enables more accurate measurement of the distance from a predetermined reference point to the object 4. ..
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００は、上述の構成において、距離計測学習装置２００が備える信号情報取得部２１０は、物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得し、信号情報取得部２１０が取得した電気信号に対して周波数帯域制限処理を行い、周波数帯域制限処理後の電気信号の周波数スペクトルを取得し、信号情報取得部２１０が取得した周波数スペクトルを、反射波に基づく電気信号を示す信号情報として取得するように構成した。
　このように構成することにより、距離計測学習装置２００は、距離計測学習装置２００が備える学習部２３０における処理の処理量を低減しつつ、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離を正確に計測することを可能にする学習済モデルを提供することができる。 Further, as described above, in the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the signal information acquisition unit 210 included in the distance measurement learning device 200 is a reflected wave which is an irradiation wave reflected by the object 4. The electric signal based on the above is acquired, the electric signal acquired by the signal information acquisition unit 210 is subjected to frequency band limitation processing, the frequency spectrum of the electric signal after the frequency band limitation processing is acquired, and the signal information acquisition unit 210 acquires the electric signal. The frequency spectrum was configured to be acquired as signal information indicating an electric signal based on the reflected wave.
With this configuration, the distance measurement learning device 200 reduces the amount of processing in the learning unit 230 included in the distance measurement learning device 200, and the substance (adhesion 5) existing on the reflective surface 4a of the object 4. It is possible to provide a trained model that enables accurate measurement of the distance from a predetermined reference point to the object 4 even when the refractive index of the object 4 is unknown.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００は、上述の構成に加えて、補助情報を取得する補助情報取得部２２０を備え、学習部２３０は、信号情報取得部２１０が取得する信号情報に加えて、補助情報取得部２２０が取得する補助情報を学習データとして学習モデルに学習させることにより、物体４までの距離を推論し、当該距離を示す距離情報を出力可能な学習モデルを学習済モデルとして生成するように構成した。
　　このように構成することにより、距離計測学習装置２００は、信号情報のみを学習データとして学習モデルに学習させる場合と比較して、物体４の反射面４ａに存在する物質（付着物５）の屈折率が未知である場合であっても、予め定められた基準点から物体４までの距離をより正確に計測することを可能にする学習済モデルを提供することができる。 Further, as described above, the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment includes an auxiliary information acquisition unit 220 for acquiring auxiliary information in addition to the above configuration, and the learning unit 230 includes a signal information acquisition unit 210. By having the learning model learn the auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit 220 as learning data in addition to the signal information acquired by the object 4, the distance to the object 4 can be inferred and the distance information indicating the distance can be output. The training model is configured to be generated as a trained model.
With this configuration, the distance measurement learning device 200 refracts the substance (adhesion 5) existing on the reflecting surface 4a of the object 4 as compared with the case where the learning model learns only the signal information as learning data. Even when the rate is unknown, it is possible to provide a trained model that enables more accurate measurement of the distance from a predetermined reference point to the object 4.
　また、以上のように、実施の形態１に係る距離計測学習装置２００は、上述の構成において、学習部２３０は、距離情報に加えて、当該距離情報が示す物体４までの距離の信頼度を示す信頼度情報を出力可能な学習済モデルを生成するように構成した。 Further, as described above, in the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment, in the above-described configuration, the learning unit 230 determines the reliability of the distance to the object 4 indicated by the distance information in addition to the distance information. It is configured to generate a trained model that can output the indicated reliability information.
　このように構成することより、距離計測学習装置２００は、物体４までの距離を、距離計測装置１００を使用するユーザ、又は、距離計測装置１００が適用された不図示の工作装置等に提示するとともに、当該距離の信頼度をユーザ又は工作装置等に提示することを可能にする学習済モデルを提供することができる。
　また、このように構成することより、ユーザ又は工作装置等は、例えば、提示された物体４までの距離の信頼度に応じて、距離計測装置１００、又は、距離計測装置１００が適用された距離計測システム１等に対して、物体４までの距離の再計測を指示することができる。 With this configuration, the distance measurement learning device 200 presents the distance to the object 4 to the user who uses the distance measurement device 100, a machine tool (not shown) to which the distance measurement device 100 is applied, or the like. At the same time, it is possible to provide a trained model that makes it possible to present the reliability of the distance to the user, the machine tool, or the like.
Further, by configuring in this way, the user, the machine tool, or the like can use, for example, the distance measuring device 100 or the distance to which the distance measuring device 100 is applied, depending on the reliability of the distance to the presented object 4. It is possible to instruct the measurement system 1 and the like to remeasure the distance to the object 4.
　なお、実施に形態１に係る距離計測装置１００は、周波数掃引光の反射波に基づく電気信号を用いて物体４までの距離を計測するものであったが、距離計測装置１００は、周波数掃引光の反射波に基づく電気信号を用いて物体４までの距離を計測するものに限定されるものではない。具体的には、距離計測装置１００が物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得可能であれば、例えば、パルス状のレーザ光の反射波に基づく電気信号を用いて物体４までの距離を計測するものであっても良い。また、例えば、距離計測装置１００は、レーダ等に用いられる電磁波の反射波に基づく電気信号を用いて物体４までの距離を計測するものであっても良い。また、例えば、距離計測装置１００は、音波の反射波に基づく電気信号を用いて物体４までの距離を計測するものであっても良い。 The distance measuring device 100 according to the first embodiment measures the distance to the object 4 by using an electric signal based on the reflected wave of the frequency sweeping light, whereas the distance measuring device 100 measures the frequency sweeping light. It is not limited to measuring the distance to the object 4 by using the electric signal based on the reflected wave of. Specifically, if the distance measuring device 100 can acquire an electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object 4, for example, the object using the electric signal based on the reflected wave of the pulsed laser light. It may measure the distance to 4. Further, for example, the distance measuring device 100 may measure the distance to the object 4 by using an electric signal based on a reflected wave of an electromagnetic wave used in a radar or the like. Further, for example, the distance measuring device 100 may measure the distance to the object 4 by using an electric signal based on the reflected wave of the sound wave.
　また、実施に形態１に係る距離計測学習装置２００は、周波数掃引光の反射波に基づく電気信号を用いて学習モデルに学習させることにより学習済モデルとして生成するものであったが、距離計測学習装置２００は、周波数掃引光の反射波に基づく電気信号を用いて学習モデルに学習させることにより学習済モデルとして生成するものに限定されるものではない。具体的には、距離計測学習装置２００が物体４で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を取得可能であれば、例えば、パルス状のレーザ光の反射波に基づく電気信号を用いて学習モデルに学習させることにより学習済モデルとして生成するものであっても良い。また、例えば、距離計測学習装置２００は、レーダ等に用いられる電磁波の反射波に基づく電気信号を用いて学習モデルに学習させることにより学習済モデルとして生成するものであっても良い。また、例えば、距離計測学習装置２００は、音波の反射波に基づく電気信号を用いて学習モデルに学習させることにより学習済モデルとして生成するものであっても良い。 Further, the distance measurement learning device 200 according to the first embodiment is generated as a learned model by training the learning model using an electric signal based on the reflected wave of the frequency sweep light, but the distance measurement learning The device 200 is not limited to the one generated as a learned model by training the learning model using an electric signal based on the reflected wave of the frequency sweep light. Specifically, if the distance measurement learning device 200 can acquire an electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object 4, for example, an electric signal based on the reflected wave of the pulsed laser light is used. It may be generated as a trained model by training the training model. Further, for example, the distance measurement learning device 200 may be generated as a learned model by training a learning model using an electric signal based on a reflected wave of an electromagnetic wave used in a radar or the like. Further, for example, the distance measurement learning device 200 may be generated as a learned model by training the learning model using an electric signal based on the reflected wave of the sound wave.
　なお、本開示はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 It should be noted that, within the scope of the present invention, any combination of embodiments can be freely combined, any component of each embodiment can be modified, or any component can be omitted in each embodiment. ..
　本開示の距離計測装置は、計測対象の物体までの距離を計測する距離計測システムに適用することができる。また、本開示の距離計測装置は、工作装置等に適用することができる。本開示の距離計測学習装置は、距離計測装置に適用することができる。 The distance measuring device of the present disclosure can be applied to a distance measuring system that measures the distance to an object to be measured. Further, the distance measuring device of the present disclosure can be applied to a machine tool or the like. The distance measurement learning device of the present disclosure can be applied to a distance measurement device.
　１　距離計測システム、２　距離計測学習システム、４　計測対象の物体、４ａ　計測対象の物体の反射面、５　付着物、５ａ　付着物の表面、２０　光センサ装置、３１　周波数掃引光出力部、３２　光分岐部、３３　出力光学系、３４　入力光学系、３５　光合波部、３８　光検出部、３９　Ａ／Ｄ変換器、４０　出力制御装置、６０　記憶装置、１００　距離計測装置、１１０　信号情報取得部、１２０　補助情報取得部、１３０　距離情報取得部、１４０　距離情報出力部、２００　距離計測学習装置、２１０　信号情報取得部、２２０　補助情報取得部、２３０　学習部、２４０　学習済モデル出力部、６０１，１００１　プロセッサ、６０２，１００２　メモリ、６０３，１００３　処理回路。 1 Distance measurement system, 2 Distance measurement learning system, 4 Object to be measured, 4a Reflective surface of object to be measured, 5 Adhesion, 5a Adhesion surface, 20 Photosensor device, 31 Frequency sweep light output unit, 32 Light Branch part, 33 output optical system, 34 input optical system, 35 optical combiner, 38 photodetector, 39 A / D converter, 40 output control device, 60 storage device, 100 distance measurement device, 110 signal information acquisition unit, 120 auxiliary information acquisition unit, 130 distance information acquisition unit, 140 distance information output unit, 200 distance measurement learning device, 210 signal information acquisition unit, 220 auxiliary information acquisition unit, 230 learning unit, 240 learned model output unit, 601 and 1001 Processor, 602,1002 memory, 603,1003 processing circuit.

Claims (18)

  1. 　計測対象の物体で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報を取得する信号情報取得部と、
    　前記信号情報取得部が取得する前記信号情報に基づいて、前記計測対象の物体までの距離を示す距離情報を取得する距離情報取得部であって、機械学習による学習結果に対応する学習済モデルに前記信号情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する前記距離情報を取得する前記距離情報取得部と、
    　前記距離情報取得部が取得した前記距離情報を出力する距離情報出力部と、
    　を備えたこと
    　を特徴とする距離計測装置。     A signal information acquisition unit that acquires signal information indicating an electrical signal based on the reflected wave, which is an irradiation wave reflected by the object to be measured, and a signal information acquisition unit.
    A distance information acquisition unit that acquires distance information indicating the distance to the object to be measured based on the signal information acquired by the signal information acquisition unit, and is a trained model corresponding to a learning result by machine learning. The distance information acquisition unit that inputs the signal information as an explanatory variable and acquires the distance information that the trained model outputs as an inference result.
    A distance information output unit that outputs the distance information acquired by the distance information acquisition unit, and a distance information output unit.
    A distance measuring device characterized by being equipped with.
  2. 　前記信号情報取得部は、前記計測対象の物体で反射した前記照射波である前記反射波に基づく前記電気信号を取得し、前記信号情報取得部が取得した前記電気信号の周波数スペクトルを取得し、前記信号情報取得部が取得した前記周波数スペクトルを、当該電気信号を示す前記信号情報として取得すること
    　を特徴とする請求項１記載の距離計測装置。     The signal information acquisition unit acquires the electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object to be measured, and acquires the frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit. The distance measuring device according to claim 1, wherein the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit is acquired as the signal information indicating the electric signal.
  3. 　前記信号情報取得部は、前記計測対象の物体で反射した前記照射波である前記反射波に基づく前記電気信号を取得し、前記信号情報取得部が取得した前記電気信号の周波数スペクトルを取得し、前記信号情報取得部が取得した前記周波数スペクトルに対してダウンサンプリング処理を行い、ダウンサンプリング処理後の前記周波数スペクトルを、当該電気信号を示す前記信号情報として取得すること
    　を特徴とする請求項１記載の距離計測装置。     The signal information acquisition unit acquires the electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object to be measured, and acquires the frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit. The first aspect of claim 1, wherein the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit is subjected to a downsampling process, and the frequency spectrum after the downsampling process is acquired as the signal information indicating the electric signal. Distance measuring device.
  4. 　前記信号情報取得部は、前記計測対象の物体で反射した前記照射波である前記反射波に基づく前記電気信号を取得し、前記信号情報取得部が取得した前記電気信号の周波数スペクトルを取得し、前記信号情報取得部が取得した前記周波数スペクトルのうち、強度の大きい周波数成分から順に予め定められた割合の前記周波数成分を抽出して、前記信号情報取得部が抽出した当該周波数成分の前記周波数スペクトルを、当該電気信号を示す前記信号情報として取得すること
    　を特徴とする請求項１記載の距離計測装置。     The signal information acquisition unit acquires the electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object to be measured, and acquires the frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit. From the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit, the frequency components in a predetermined ratio are extracted in order from the frequency component having the highest intensity, and the frequency spectrum of the frequency component extracted by the signal information acquisition unit is extracted. The distance measuring device according to claim 1, wherein the signal information indicating the electric signal is acquired.
  5. 　前記信号情報取得部は、前記計測対象の物体で反射した前記照射波である前記反射波に基づく前記電気信号を取得し、前記信号情報取得部が取得した前記電気信号に対してノイズ除去処理を行い、前記ノイズ除去処理後の前記電気信号の周波数スペクトルを取得し、前記信号情報取得部が取得した前記周波数スペクトルを、当該電気信号を示す前記信号情報として取得すること
    　を特徴とする請求項１記載の距離計測装置。     The signal information acquisition unit acquires the electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object to be measured, and performs noise removal processing on the electric signal acquired by the signal information acquisition unit. The present invention is characterized in that the frequency spectrum of the electric signal after the noise removal processing is acquired, and the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit is acquired as the signal information indicating the electric signal. The described distance measuring device.
  6. 　前記信号情報取得部は、前記計測対象の物体で反射した前記照射波である前記反射波に基づく前記電気信号を取得し、前記信号情報取得部が取得した前記電気信号に対して周波数帯域制限処理を行い、前記周波数帯域制限処理後の前記電気信号の周波数スペクトルを取得し、前記信号情報取得部が取得した前記周波数スペクトルを、前記反射波に基づく前記電気信号を示す前記信号情報として取得すること
    　を特徴とする請求項１記載の距離計測装置。     The signal information acquisition unit acquires the electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object to be measured, and frequency band limiting processing is performed on the electric signal acquired by the signal information acquisition unit. To acquire the frequency spectrum of the electric signal after the frequency band limiting process, and acquire the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit as the signal information indicating the electric signal based on the reflected wave. The distance measuring device according to claim 1.
  7. 　補助情報を取得する補助情報取得部を備え、
    　前記距離情報取得部は、前記信号情報取得部が取得する前記信号情報に加えて、前記補助情報取得部が取得する前記補助情報に基づいて、機械学習による学習結果に対応する前記学習済モデルに前記信号情報及び前記補助情報を前記説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する前記距離情報を取得すること
    　を特徴とする請求項１記載の距離計測装置。     Equipped with an auxiliary information acquisition unit to acquire auxiliary information
    The distance information acquisition unit uses the auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit in addition to the signal information acquired by the signal information acquisition unit to obtain the learned model corresponding to the learning result by machine learning. The distance measuring device according to claim 1, wherein the signal information and the auxiliary information are input as the explanatory variables, and the distance information output by the learned model as an inference result is acquired.
  8. 　前記距離情報取得部は、前記学習済モデルが推論結果として出力する前記距離情報を取得するとともに、前記学習済モデルが推論結果として出力する信頼度情報であって、当該距離情報が示す前記計測対象の物体までの距離の信頼度を示す前記信頼度情報を取得し、
    　前記距離情報出力部は、前記距離情報取得部が取得した前記距離情報に加えて、前記距離情報取得部が取得した前記信頼度情報を出力すること
    　を特徴とする請求項１記載の距離計測装置。     The distance information acquisition unit acquires the distance information output by the learned model as an inference result, and is reliability information output by the learned model as an inference result, and is the measurement target indicated by the distance information. Acquire the reliability information indicating the reliability of the distance to the object of
    The distance measuring device according to claim 1, wherein the distance information output unit outputs the reliability information acquired by the distance information acquisition unit in addition to the distance information acquired by the distance information acquisition unit. ..
  9. 　信号情報取得部が、計測対象の物体で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報を取得する信号情報取得ステップと、
    　距離情報取得部が、前記信号情報取得部が取得する前記信号情報に基づいて、前記計測対象の物体までの距離を示す距離情報を取得する距離情報取得部であって、機械学習による学習結果に対応する学習済モデルに前記信号情報を説明変数として入力し、当該学習済モデルが推論結果として出力する前記距離情報を取得する距離情報取得ステップと、
    　距離情報出力部が、前記距離情報取得部が取得した前記距離情報を出力する距離情報出力ステップと、
    　を備えたこと
    　を特徴とする距離計測方法。     A signal information acquisition step in which the signal information acquisition unit acquires signal information indicating an electric signal based on the reflected wave, which is an irradiation wave reflected by the object to be measured, and a signal information acquisition step.
    The distance information acquisition unit is a distance information acquisition unit that acquires distance information indicating the distance to the object to be measured based on the signal information acquired by the signal information acquisition unit, and is a learning result by machine learning. A distance information acquisition step of inputting the signal information as an explanatory variable into the corresponding trained model and acquiring the distance information output by the trained model as an inference result, and
    A distance information output step in which the distance information output unit outputs the distance information acquired by the distance information acquisition unit, and a distance information output step.
    A distance measurement method characterized by being equipped with.
  10. 　計測対象の物体で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報を取得する信号情報取得部と、
    　前記信号情報取得部が取得する前記信号情報を学習データとして学習モデルに学習させることにより、前記計測対象の物体までの距離を推論し、当該距離を示す距離情報を出力可能な前記学習モデルを学習済モデルとして生成する学習部と、
    　前記学習部が生成する前記学習済モデルを出力する学習済モデル出力部と、
    　を備えたこと
    　を特徴とする距離計測学習装置。     A signal information acquisition unit that acquires signal information indicating an electrical signal based on the reflected wave, which is an irradiation wave reflected by the object to be measured, and a signal information acquisition unit.
    By having the learning model learn the signal information acquired by the signal information acquisition unit as learning data, the learning model capable of inferring the distance to the object to be measured and outputting the distance information indicating the distance is learned. The learning part generated as a completed model and
    A trained model output unit that outputs the trained model generated by the learning unit, and a trained model output unit.
    A distance measurement learning device characterized by being equipped with.
  11. 　前記信号情報取得部は、前記計測対象の物体で反射した前記照射波である前記反射波に基づく前記電気信号を取得し、前記信号情報取得部が取得した前記電気信号の周波数スペクトルを取得し、前記信号情報取得部が取得した前記周波数スペクトルを、当該電気信号を示す前記信号情報として取得すること
    　を特徴とする請求項１０記載の距離計測学習装置。     The signal information acquisition unit acquires the electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object to be measured, and acquires the frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit. The distance measurement learning device according to claim 10, wherein the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit is acquired as the signal information indicating the electric signal.
  12. 　前記信号情報取得部は、前記計測対象の物体で反射した前記照射波である前記反射波に基づく前記電気信号を取得し、前記信号情報取得部が取得した前記電気信号の周波数スペクトルを取得し、取得した前記周波数スペクトルに対してダウンサンプリング処理を行い、ダウンサンプリング処理後の前記周波数スペクトルを、当該電気信号を示す前記信号情報として取得すること
    　を特徴とする請求項１０記載の距離計測学習装置。     The signal information acquisition unit acquires the electric signal based on the reflected wave, which is the irradiation wave reflected by the object to be measured, and acquires the frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit. The distance measurement learning device according to claim 10, further comprising performing a downsampling process on the acquired frequency spectrum and acquiring the frequency spectrum after the downsampling process as the signal information indicating the electric signal.
  13. 　前記信号情報取得部は、前記計測対象の物体で反射した前記照射波である前記反射波に基づく前記電気信号を取得し、前記信号情報取得部が取得した前記電気信号の周波数スペクトルを取得し、前記信号情報取得部が取得した前記周波数スペクトルのうち、強度の大きい周波数成分から順に予め定められた割合の前記周波数成分を抽出して、前記信号情報取得部が抽出した前記周波数成分の前記周波数スペクトルを、当該電気信号を示す前記信号情報として取得すること
    　を特徴とする請求項１０記載の距離計測学習装置。     The signal information acquisition unit acquires the electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object to be measured, and acquires the frequency spectrum of the electric signal acquired by the signal information acquisition unit. From the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit, the frequency components in a predetermined ratio are extracted in order from the frequency component having the highest intensity, and the frequency spectrum of the frequency component extracted by the signal information acquisition unit is extracted. The distance measurement learning device according to claim 10, wherein the signal information indicating the electric signal is acquired.
  14. 　前記信号情報取得部は、前記計測対象の物体で反射した前記照射波である前記反射波に基づく前記電気信号を取得し、前記信号情報取得部が取得した前記電気信号に対してノイズ除去処理を行い、前記ノイズ除去処理後の前記電気信号の周波数スペクトルを取得し、前記信号情報取得部が取得した前記周波数スペクトルを、当該電気信号を示す前記信号情報として取得すること
    　を特徴とする請求項１０記載の距離計測学習装置。     The signal information acquisition unit acquires the electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object to be measured, and performs noise removal processing on the electric signal acquired by the signal information acquisition unit. 10. The aspect 10 is characterized in that the frequency spectrum of the electric signal after the noise removal processing is acquired, and the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit is acquired as the signal information indicating the electric signal. The described distance measurement learning device.
  15. 　前記信号情報取得部は、前記計測対象の物体で反射した前記照射波である前記反射波に基づく前記電気信号を取得し、前記信号情報取得部が取得した前記電気信号に対して周波数帯域制限処理を行い、前記周波数帯域制限処理後の前記電気信号の周波数スペクトルを取得し、前記信号情報取得部が取得した前記周波数スペクトルを、前記反射波に基づく前記電気信号を示す前記信号情報として取得すること
    　を特徴とする請求項１０記載の距離計測学習装置。     The signal information acquisition unit acquires the electric signal based on the reflected wave which is the irradiation wave reflected by the object to be measured, and frequency band limiting processing is performed on the electric signal acquired by the signal information acquisition unit. To acquire the frequency spectrum of the electric signal after the frequency band limiting process, and acquire the frequency spectrum acquired by the signal information acquisition unit as the signal information indicating the electric signal based on the reflected wave. 10. The distance measurement learning device according to claim 10.
  16. 　補助情報を取得する補助情報取得部を備え、
    　前記学習部は、前記信号情報取得部が取得する前記信号情報に加えて、前記補助情報取得部が取得する前記補助情報を前記学習データとして前記学習モデルに学習させることにより、前記計測対象の物体までの前記距離を推論し、当該距離を示す前記距離情報を出力可能な前記学習モデルを前記学習済モデルとして生成すること
    　を特徴とする請求項１０記載の距離計測学習装置。     Equipped with an auxiliary information acquisition unit to acquire auxiliary information
    The learning unit causes the learning model to learn the auxiliary information acquired by the auxiliary information acquisition unit as the learning data in addition to the signal information acquired by the signal information acquisition unit, thereby causing the object to be measured. The distance measurement learning device according to claim 10, wherein the learning model capable of inferring the distance up to and outputting the distance information indicating the distance is generated as the learned model.
  17. 　前記学習部は、前記距離情報に加えて、当該距離情報が示す前記計測対象の物体までの距離の信頼度を示す信頼度情報を出力可能な前記学習済モデルを生成すること
    　を特徴とする請求項１０記載の距離計測学習装置。     The learning unit is characterized in that it generates the learned model capable of outputting the reliability information indicating the reliability of the distance to the object to be measured indicated by the distance information in addition to the distance information. Item 10. The distance measurement learning device according to Item 10.
  18. 　信号情報取得部が、計測対象の物体で反射した照射波である反射波に基づく電気信号を示す信号情報を取得する信号情報取得ステップと、
    　学習部が、前記信号情報取得部が取得する前記信号情報を学習データとして学習モデルに学習させることにより、前記計測対象の物体までの距離を推論し、当該距離を示す距離情報を出力可能な前記学習モデルを学習済モデルとして生成する学習ステップと、
    　学習済モデル出力部が、前記学習部が生成する前記学習済モデルを出力する学習済モデル出力ステップと、
    　を備えたこと
    　を特徴とする距離計測学習方法。     A signal information acquisition step in which the signal information acquisition unit acquires signal information indicating an electric signal based on the reflected wave, which is an irradiation wave reflected by the object to be measured, and a signal information acquisition step.
    The learning unit can infer the distance to the object to be measured and output the distance information indicating the distance by having the learning model learn the signal information acquired by the signal information acquisition unit as learning data. A learning step that generates a learning model as a trained model, and
    A trained model output step in which the trained model output unit outputs the trained model generated by the learning unit, and a trained model output step.
    A distance measurement learning method characterized by being equipped with.
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