JP7389825B2 - 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
imu′=TNS(imu+d)
と補正して、この補正後の加速度の値imu′を用いてデバイスの位置等の推定を行うこととしていた。
また、IMUから、実質的に同一の信号が予め定めた回数以上連続して得られたときにデバイスが静止していると判断する場合、デバイスが低速で移動している状況では静止していると判断されやすいという問題がある。また、デバイスの動き始めは静止と判断されやすく、この場合は、次にデバイスが静止するときのデバイスの位置の情報に誤りが生じる。
・デバイス2が所定のタイミングごとに出力する角速度の値の各成分のノルム(二乗和)が、所定の回数だけ連続して予め定めたしきい値を下回ること、
・デバイス2が所定のタイミングごとに出力する加速度の絶対値が、所定の回数だけ連続して予め定めたしきい値を下回ること、あるいは、
・デバイス2が出力した加速度の時間差分(デバイス2が異なるタイミングで出力する二回分の加速度の差)の絶対値が、所定の回数だけ連続して予め定めたしきい値を下回ること、
などを判断することで行うことができる。
a′=S(a+d)
あるいは、
a′=Sa+d
として求める。
ωq(t2)=q(t2)-q(t1)
ωq(t3)=q(t3)-q(t2)…
を求めておく。
ωq(tS+Δt)=q(tS+Δt)-q(ts)
ωq(tS+2Δt)=q(tS+2Δt)-q(ts+Δt)
…
ωq(tS+NΔt)=q(tS+NΔt)-q(ts+(N-1)×Δt)
とを入力データとして入力する。
V(T)+ag′(T+ΔT)により、時刻T+Δtでの速度の推定値V(T+Δt)と、
V(T+Δt)+ag′(T+2Δt)、つまり時刻Tから時刻T+2ΔTまでの座標変換部35の出力(重力加速度を除く)ag′の累算(積分)をV(T)に加算して時刻(T+2Δt)での速度の推定値V(T+2Δt)と…
V(TE-Δt)+ag′(TE)、つまり時刻Tから時刻T+TEまでの座標変換部35の出力(重力加速度を除く)ag′の累算(積分)をV(T)に加算して、時刻TEでの速度の推定値V(TE)と、
をそれぞれ得る。
本実施の形態は、以上の構成を備えており、次の例のように動作する。なお、以下の説明で情報処理装置1は、第1の機械学習モデルの例である第1のニューラルネットワークと、第2の機械学習モデルの例となる第2のニューラルネットワークとを保持しており、それぞれ予め機械学習した状態としておく。
a′=S(a+d)
として求める。
なお、ここまでの説明では、第2のニューラルネットワークの入力データとする加速度の情報は、重力成分を除去した後の加速度の情報を用いていたが、本実施の形態はこれに限られず、重力成分を除去しない状態での(重力方向の軸、ここでの例ではY軸に固定の重力加速度1Gが加算された状態での)加速度の情報を入力データとして用いてもよい。
また、本実施の形態では、第1,第2のニューラルネットワークは、情報処理装置1を利用している間、つまり情報処理装置1でアプリケーションを実行している間に、ランタイムに機械学習を行ってもよい。
さらに本実施の形態の一例では、第1のニューラルネットワークの機械学習時、またはその利用時に入力する姿勢クオタニオンqは、重力軸(Y軸)周りの回転成分(すなわちグローバル座標系でのロール角)を取り除いたものとしてもよい。具体的に情報処理装置1は、第1のニューラルネットワークに入力するべき姿勢クオタニオンqのうち、そのロール角成分を予め定めた角度(例えば0度)に設定した、姿勢クオタニオンq′を求める。そして情報処理装置1は、実際に第1のニューラルネットワークに入力する姿勢クオタニオンとして、ここで求めた姿勢クオタニオンq′を用いることとする。
また、デバイス2が無線にて情報処理装置1との間で通信を行っている場合、情報処理装置1が、デバイス2が出力する加速度情報や、角速度の情報の受信に失敗する場合(データの取りこぼしが発生する場合)が想定される。
また、ここまでの説明において第1のニューラルネットワークは、加速度の情報の校正にのみ利用しているが、角速度についても第1のニューラルネットワークを用いて校正するようにしてもよい。この例では、デバイス2が静止していると判断されるとき、角速度のすべての成分が「0」となるべきであるので、デバイス2ごとに、静止時の角速度の値を、加速度情報とともに第1のニューラルネットワークで機械学習して、補正することとすればよい。
以上の例では、情報処理装置1とデバイス2は別体のものとしていたが、本実施の形態の一例では、これらは一体的に構成されてもよい。具体的に本実施の形態の情報処理装置1及びデバイス2は、スマートフォンなどの一体のデバイスとして実現されてもよい。
Claims (10)
- 所定の時刻TSから時刻TEまでの間に複数の入力データを逐次的に受け入れる手段と、
前記受け入れた入力データに基づいて、時刻T(TS<T<TE)の時点での所定の推定データを推定する状態に機械学習されたモデル情報を用い、前記受け入れた入力データに基づく、前記時刻Tの時点での推定データを推定する推定手段と、
を含み、
前記入力データは、所定の対象物の加速度に関する測定データであり、
前記推定データは、所定の対象物の加速度の真値を推定したデータであり、
前記時刻Tより後の時刻に入力された入力データを、前記推定データに対して累算して、前記所定の対象物の速度または位置の少なくとも一方に関する情報を生成する情報処理装置。 - 慣性計測ユニットを備えたデバイスから、当該慣性計測ユニットの出力を受け入れる手段と、
前記受け入れた慣性計測ユニットの出力に基づいて、前記デバイスの姿勢情報を推定する手段と、
当該推定される姿勢情報に基づく情報を入力データとし、当該入力データと、前記慣性計測ユニットが出力する移動加速度の情報に含まれるバイアス誤差との関係を少なくとも機械学習した状態にある第1の機械学習モデルを用い、当該第1の機械学習モデルに、前記推定した前記デバイスの姿勢情報に基づく情報を入力して、前記デバイスが備える慣性計測ユニットが出力する移動加速度の情報に含まれるバイアス誤差を少なくとも推定する推定手段と、
を有し、
当該推定されたバイアス誤差が、前記慣性計測ユニットが出力する移動加速度の校正の処理に供され、
所定の時刻TSから時刻TEまでの間の複数の時点で、前記デバイスの前記校正の処理が行われた移動加速度の情報を逐次的に受け入れる手段と、
前記受け入れた移動加速度の情報を入力データとして、時刻T(TS<T<TE)の時点での所定の対象物の加速度の真値を推定する状態に機械学習された第2の機械学習モデル情報を用い、前記受け入れた移動加速度の情報に基づく、前記時刻Tの時点での所定の対象物の加速度の真値を推定する推定手段と、
をさらに含み、
前記時刻Tより後の時刻に入力された移動加速度の情報を、前記推定した真値に対して累算して、前記デバイスの速度または位置の少なくとも一方に関する情報を生成する情報処理装置。 - 慣性計測ユニットを備えたデバイスから、当該慣性計測ユニットの出力を受け入れる手段と、
前記受け入れた慣性計測ユニットの出力に基づいて、前記デバイスの姿勢情報を推定する手段と、
前記推定される姿勢情報のうち、重力方向の回転角を、予め定めた角度に設定した姿勢情報を入力データとして用い、当該入力データと前記慣性計測ユニットが出力する移動加速度の情報に含まれるバイアス誤差との関係を少なくとも機械学習した状態にある第1の機械学習モデルを用い、前記推定した前記デバイスの姿勢情報のうち、重力方向の回転角を、予め定めた角度に設定して得た情報を、当該第1の機械学習モデルに入力して、前記デバイスが備える慣性計測ユニットが出力する移動加速度の情報に含まれるバイアス誤差を少なくとも推定する推定手段と、
を有し、
当該推定されたバイアス誤差が、前記慣性計測ユニットが出力する移動加速度の校正の処理に供され、
所定の時刻TSから時刻TEまでの間の複数の時点で、前記デバイスの前記校正の処理が行われた移動加速度の情報を逐次的に受け入れる手段と、
前記受け入れた移動加速度の情報を入力データとして、時刻T(TS<T<TE)の時点での所定の対象物の加速度の真値を推定する状態に機械学習された第2の機械学習モデル情報を用い、前記受け入れた移動加速度の情報に基づく、前記時刻Tの時点での所定の対象物の加速度の真値を推定する推定手段と、
をさらに含み、
前記時刻Tより後の時刻に入力された移動加速度の情報を、前記推定した真値に対して累算して、前記デバイスの速度または位置の少なくとも一方に関する情報を生成する情報処理装置。 - 慣性計測ユニットを備えたデバイスから、当該慣性計測ユニットの出力を受け入れる手段と、
前記受け入れた慣性計測ユニットの出力に基づいて、前記デバイスの姿勢情報を推定する手段と、
前記推定される姿勢情報のうち、重力方向の回転角を除いた情報を入力データとして用い、当該入力データと前記慣性計測ユニットが出力する移動加速度の情報に含まれるバイアス誤差との関係を少なくとも機械学習した状態にある第1の機械学習モデルを用い、前記推定した前記デバイスの姿勢情報のうち、重力方向の回転角を除いた情報を、当該第1の機械学習モデルに入力して、前記デバイスが備える慣性計測ユニットが出力する移動加速度の情報に含まれるバイアス誤差を少なくとも推定する推定手段と、
を有し、
当該推定されたバイアス誤差が、前記慣性計測ユニットが出力する移動加速度の校正の処理に供され、
所定の時刻TSから時刻TEまでの間の複数の時点で、前記デバイスの前記校正の処理が行われた移動加速度の情報を逐次的に受け入れる手段と、
前記受け入れた移動加速度の情報を入力データとして、時刻T(TS<T<TE)の時点での所定の対象物の加速度の真値を推定する状態に機械学習された第2の機械学習モデル情報を用い、前記受け入れた移動加速度の情報に基づく、前記時刻Tの時点での所定の対象物の加速度の真値を推定する推定手段と、
をさらに含み、
前記時刻Tより後の時刻に入力された移動加速度の情報を、前記推定した真値に対して累算して、前記デバイスの速度または位置の少なくとも一方に関する情報を生成する情報処理装置。 - 請求項2から4のいずれか一項に記載の情報処理装置であって、
前記推定手段が用いる第1の機械学習モデルは、前記入力データと、前記慣性計測ユニットが出力する移動加速度の情報に含まれるバイアス誤差及び加速度スケールファクタ値との関係を機械学習した状態にあり、
前記推定手段は、前記推定した前記デバイスの姿勢情報に基づく入力データを、当該第1の機械学習モデルに入力して、前記デバイスが備える慣性計測ユニットが出力する移動加速度の情報に含まれるバイアス誤差及び加速度スケールファクタ値を推定する推定手段であり、
当該推定されたバイアス誤差及び加速度スケールファクタ値が、前記慣性計測ユニットが出力する移動加速度の校正の処理に供される情報処理装置。 - 請求項2から4のいずれか一項に記載の情報処理装置であって、
前記慣性計測ユニットが出力する情報とは異なる情報に基づいて前記デバイスの位置、速度、移動加速度のいずれかの情報を取得する、他のトラッキング手段をさらに含み、
所定の時刻TSから時刻TEまでの間の複数の時点で受け入れた、前記デバイスの前記校正の処理が行われた移動加速度の情報と、前記時刻T(TS<T<TE)の時点で当該他のトラッキング手段が取得した位置、速度、移動加速度のいずれかの情報とが、前記第2の機械学習モデルの機械学習に供される情報処理装置。 - 請求項2から4のいずれか一項に記載の情報処理装置であって、
前記第2の機械学習モデルは、ランダムに欠損させた入力データを利用して、当該入力データを入力したときの、前記時刻T(TS<T<TE)の時点での所定の対象物の加速度の真値を推定する状態に機械学習されている情報処理装置。 - 請求項2から4のいずれか一項に記載の情報処理装置であって、
前記デバイスが静止した状態にあるか否かを判定する手段をさらに含み、
前記デバイスが静止した状態にあると判定されたときに、前記慣性計測ユニットが出力する移動加速度の情報を出力するべきバイアス誤差として、前記推定される姿勢情報に基づく情報を入力データとして第1の機械学習モデルの機械学習を行う情報処理装置。 - コンピュータを用い、
受入手段が、所定の時刻TSから時刻TEまでの間に所定の対象物の加速度に関する測定データである複数の入力データを逐次的に受け入れ、
推定手段が、前記受け入れた入力データに基づいて、時刻T(TS<T<TE)の時点での所定の推定データを推定する状態に機械学習されたモデル情報を用い、前記受け入れた入力データに基づく、前記時刻Tの時点での、前記所定の対象物の加速度の真値を推定したデータである推定データを推定する情報処理方法であって、
生成手段が、前記時刻Tより後の時刻に入力された入力データを、前記推定データに対して累算して、前記所定の対象物の速度または位置の少なくとも一方に関する情報を生成する情報処理方法。 - コンピュータを、
所定の時刻TSから時刻TEまでの間に、所定の対象物の加速度に関する測定データである複数の入力データを逐次的に受け入れる手段と、
前記受け入れた入力データに基づいて、時刻T(TS<T<TE)の時点での所定の推定データを推定する状態に機械学習されたモデル情報を用い、前記受け入れた入力データに基づく、前記時刻Tの時点での前記所定の対象物の加速度の真値を推定したデータである推定データを推定する推定手段と、
前記時刻Tより後の時刻に入力された入力データを、前記推定データに対して累算して、前記所定の対象物の速度または位置の少なくとも一方に関する情報を生成する手段と、
として機能させるプログラム。
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