JP2020006759A - Extractor, control system, communication system, learning model, information processor, computer program and storage medium - Google Patents
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Abstract
【課題】効率よく走行環境に関する情報を抽出できる抽出装置、制御システム、通信システム、学習モデル、情報処理装置、コンピュータプログラム、および、記憶媒体を提供する。【解決手段】抽出装置1は、例えば人力駆動車に搭載されるコンピュータであり、人力駆動車周囲環境についての検出結果から、人力駆動車の走行環境に関する情報を学習アルゴリズムによって抽出する。人力駆動車の走行環境に関する情報は、障害物に関する情報を含み、障害物は、例えば人力駆動車の進行走行に沿って延びる段差を含む。出力部14は、演算処理部12による抽出結果を出力する出力インタフェースを備える。出力部14は、演算処理部12から得られる抽出結果を示す画像を出力してもよい。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extracting device, a control system, a communication system, a learning model, an information processing device, a computer program, and a storage medium capable of efficiently extracting information on a traveling environment. An extraction device 1 is, for example, a computer mounted on a human-powered vehicle, and extracts information about a traveling environment of the human-powered vehicle by a learning algorithm from a detection result of a surrounding environment of the human-powered vehicle. The information on the traveling environment of the human-powered vehicle includes information on the obstacle, and the obstacle includes, for example, a step extending along the traveling of the human-driven vehicle. The output unit 14 includes an output interface that outputs the extraction result of the arithmetic processing unit 12. The output unit 14 may output an image showing the extraction result obtained from the arithmetic processing unit 12. [Selection diagram] Figure 2
Description
本発明は、抽出装置、制御システム、通信システム、学習モデル、情報処理装置、コンピュータプログラム、および、記憶媒体に関する。 The present invention relates to an extraction device, a control system, a communication system, a learning model, an information processing device, a computer program, and a storage medium.
自動車において、車両前方の障害物の有無を検知する障害物検知装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 2. Description of the Related Art In an automobile, an obstacle detection device that detects the presence or absence of an obstacle in front of the vehicle is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1では、内燃機関または電動機を駆動源とする車両での障害物検知が想定されており、人力駆動車において、効率よく走行環境に関する情報を抽出する手法は提案されていない。 However, Patent Document 1 assumes obstacle detection in a vehicle that uses an internal combustion engine or an electric motor as a drive source, and does not propose a method for efficiently extracting information about a traveling environment in a manually driven vehicle.
本発明は、効率よく走行環境に関する情報を抽出できる抽出装置、制御システム、通信システム、学習モデル、情報処理装置、コンピュータプログラム、および、記憶媒体を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an extraction device, a control system, a communication system, a learning model, an information processing device, a computer program, and a storage medium that can efficiently extract information about a driving environment.
〔1〕本発明の一態様に係る抽出装置は、人力駆動車の周囲環境についての検出結果から、前記人力駆動車の走行環境に関する情報を、学習アルゴリズムによって抽出する抽出部を備える。 [1] An extraction device according to one aspect of the present invention includes an extraction unit that extracts information on a traveling environment of a manually driven vehicle from a detection result of a surrounding environment of the manually driven vehicle using a learning algorithm.
この抽出装置によれば、機械学習、深層学習等の学習によって人力駆動車の周囲環境についての検出結果から走行環境を推定する学習アルゴリズムを用いるので、効率良く走行環境に関する情報を抽出できる。人力駆動車の周囲環境についての検出結果は、例えば、撮像装置によって人力駆動車の周囲を撮像して得られる画像データ、測距センサを用いて計測される人力駆動車から障害物までの距離データ等を含む。抽出装置が抽出する走行環境に関する情報は、障害物に関する情報を含む。障害物に関する情報は、例えば人力駆動車の進行走行に沿って延びる段差の情報である。また、障害物に関する情報は、路面の凹凸または滑りやすさに関する情報、路面上に存在する物体などの情報であってもよい。 According to this extraction device, since a learning algorithm for estimating the traveling environment from the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle by learning such as machine learning and deep learning is used, information on the traveling environment can be efficiently extracted. The detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle is, for example, image data obtained by imaging the surroundings of the manually driven vehicle by an imaging device, distance data from the manually driven vehicle to an obstacle measured using a distance measurement sensor. And so on. The information on the traveling environment extracted by the extraction device includes information on obstacles. The information on the obstacle is, for example, information on a step extending along the traveling of the manually driven vehicle. The information on the obstacle may be information on unevenness or slipperiness of the road surface, or information on an object existing on the road surface.
〔2〕本発明の一態様に係る抽出装置は、前記学習アルゴリズムは、深層学習アルゴリズムを含む。 [2] In the extraction device according to an aspect of the present invention, the learning algorithm includes a deep learning algorithm.
この抽出装置によれば、深層学習によって人力駆動車の周囲環境についての検出結果から走行環境を推定する深層学習アルゴリズムを用いるので、検出結果の特徴を示す特徴量を抽出する処理が不要となり、特徴量の抽出結果に左右されずに走行環境に関する情報を精度良く抽出できる。 According to this extraction device, since a deep learning algorithm for estimating a traveling environment from a detection result of a surrounding environment of a manually driven vehicle by deep learning is used, a process of extracting a feature amount indicating a feature of the detection result becomes unnecessary, and It is possible to accurately extract information on the driving environment without being influenced by the result of the extraction of the amount.
〔3〕本発明の一態様に係る抽出装置は、前記検出結果は、前記人力駆動車の周囲の画像を含む。 [3] In the extraction device according to an aspect of the present invention, the detection result includes an image around the manually driven vehicle.
この抽出装置によれば、学習アルゴリズムを用いて人力駆動車の周囲の画像を解析することによって、走行環境に関する情報を効率良く抽出できる。 According to this extraction device, information about the driving environment can be efficiently extracted by analyzing the image around the manually driven vehicle using the learning algorithm.
〔4〕本発明の一態様に係る抽出装置は、前記走行環境に関する情報は、障害物に関する情報を含む。 [4] In the extraction device according to an aspect of the present invention, the information on the traveling environment includes information on an obstacle.
この抽出装置によれば、学習アルゴリズムを用いて人力駆動車の周囲環境についての検出結果を解析することによって、障害物に関する情報を効率良く抽出できる。 According to this extraction device, information on obstacles can be efficiently extracted by analyzing the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle using the learning algorithm.
〔5〕本発明の一態様に係る抽出装置は、前記障害物に関する情報は、前記人力駆動車の進行方向に沿って延びる段差に関する情報を含む。 [5] In the extraction device according to an aspect of the present invention, the information on the obstacle includes information on a step extending along a traveling direction of the manually driven vehicle.
この抽出装置によれば、学習アルゴリズムを用いて人力駆動車の周囲環境についての検出結果を解析することによって、人力駆動車の進行方向に沿って延びる段差に関する情報を抽出できる。 According to this extraction device, information on a step extending along the traveling direction of the manually driven vehicle can be extracted by analyzing the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle using the learning algorithm.
〔6〕本発明の一態様に係る制御システムは、前述の抽出装置と、前記抽出装置の抽出結果に基づいて、前記人力駆動車のコンポーネントを制御する制御装置と、を備える。 [6] A control system according to one aspect of the present invention includes the extraction device described above and a control device that controls components of the manually driven vehicle based on an extraction result of the extraction device.
この制御システムによれば、抽出装置によって人力駆動車の走行環境に関する情報が抽出されるので、抽出装置によって抽出された走行環境に応じて、人力駆動車のコンポーネントを制御できる。 According to this control system, since the information on the traveling environment of the manually driven vehicle is extracted by the extraction device, the components of the manually driven vehicle can be controlled according to the traveling environment extracted by the extraction device.
〔7〕本発明の一態様に係る制御システムは、前記コンポーネントは、報知装置を含む。 [7] In the control system according to an aspect of the present invention, the component includes a notification device.
この制御システムによれば、制御対象のコンポーネントは報知装置を含むので、抽出装置によって抽出された走行環境に関する情報を人力駆動車の搭乗者に報知できる。 According to this control system, since the component to be controlled includes the notification device, the information on the traveling environment extracted by the extraction device can be notified to the passenger of the manually driven vehicle.
〔8〕本発明の一態様に係る制御システムは、前記報知装置は、照明装置を含む。 [8] In the control system according to an aspect of the present invention, the notification device includes a lighting device.
この制御システムによれば、報知装置は照明装置を含むので、例えば、走行環境に関する情報に障害物等が含まれている場合、この障害物等を照明することによって、障害物等の情報を人力駆動車の搭乗者に報知できる。 According to this control system, the notification device includes the lighting device. For example, when the information on the driving environment includes an obstacle or the like, the information on the obstacle or the like is manually input by illuminating the obstacle or the like. It can notify the passenger of the driving car.
〔9〕本発明の一態様に係る制御システムは、前記コンポーネントは、前記人力駆動車の操舵装置の支援装置を含む。 [9] In the control system according to an aspect of the present invention, the component includes a support device for a steering device of the manually driven vehicle.
この制御システムによれば、抽出装置によって人力駆動車の走行環境に関する情報が得られるので、走行環境に応じて人力駆動車の操舵を支援することによって、人力駆動車の操作性を向上できる。 According to this control system, since information about the traveling environment of the manually driven vehicle is obtained by the extraction device, the operability of the manually driven vehicle can be improved by supporting the steering of the manually driven vehicle according to the traveling environment.
〔10〕本発明の一態様に係る通信システムは、前述の抽出装置と、外部装置と通信する通信部を含む通信装置と、を備え、前記通信部は、前記抽出装置の抽出結果を前記外部装置へ送信する。 [10] A communication system according to an aspect of the present invention includes the above-described extraction device and a communication device including a communication unit that communicates with an external device. The communication unit transmits the extraction result of the extraction device to the external device. Send to device.
この通信システムによれば、通信装置を介して外部装置と通信できるので、拡張性が高められる。 According to this communication system, communication with an external device can be performed via the communication device, so that expandability is improved.
〔11〕本発明の一態様に係る通信システムは、前記通信装置は、位置情報を取得する位置情報取得部をさらに含み、前記通信部は、前記位置情報取得部が取得した位置情報、および、前記抽出装置の抽出結果を外部装置へ送信する。 [11] The communication system according to an aspect of the present invention, wherein the communication device further includes a position information acquisition unit that acquires position information, wherein the communication unit acquires the position information acquired by the position information acquisition unit, and The extraction result of the extraction device is transmitted to an external device.
この通信システムによれば、人力駆動車の位置情報と、抽出装置によって抽出された抽出結果とを外部装置へ送信するので、抽出結果が得られた場所を外部装置において把握できる。 According to this communication system, the position information of the manually driven vehicle and the extraction result extracted by the extraction device are transmitted to the external device, so that the location where the extraction result is obtained can be grasped by the external device.
〔12〕本発明の一態様に係る通信システムは、前記外部装置は、前記通信装置からの前記位置情報、および、前記抽出結果から、地図に関する情報を生成する。 [12] In the communication system according to an aspect of the present invention, the external device generates information on a map from the position information from the communication device and the extraction result.
この通信システムによれば、抽出結果が得られた場所を示す地図を生成できる。 According to this communication system, it is possible to generate a map indicating the location where the extraction result is obtained.
〔13〕本発明の一態様に係る通信システムは、前記通信装置は、前記外部装置から、他の人力駆動車の位置情報、および、他の人力駆動車における抽出結果を受信する。 [13] In the communication system according to an aspect of the present invention, the communication device receives, from the external device, position information of another manually driven vehicle and an extraction result of another manually driven vehicle.
この通信システムによれば、複数の人力駆動車の間で抽出結果を共有できる。 According to this communication system, the extraction result can be shared among a plurality of manually driven vehicles.
〔14〕本発明の一態様に係る学習モデルは、人力駆動車の周囲環境についての検出結果が入力される入力層と、前記検出結果が障害物を含むか否かを示す推定結果を出力する出力層と、障害物を含む検出結果および前記検出結果が障害物を含むことを示すラベルデータを含む教師データに基づく中間層と、を備え、前記入力層に入力された前記周囲環境についての検出結果に基づき、前記中間層で演算し、前記検出結果に関する推定結果を前記出力層から出力する処理に用いられる。 [14] The learning model according to one aspect of the present invention outputs an input layer to which a detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle is input and an estimation result indicating whether the detection result includes an obstacle. An output layer, an intermediate layer based on teacher data including a detection result including an obstacle and label data indicating that the detection result includes an obstacle, and detecting the surrounding environment input to the input layer. Based on the result, the calculation is performed in the hidden layer, and is used for a process of outputting an estimation result regarding the detection result from the output layer.
この学習モデルによれば、人力駆動車の周囲環境についての検出結果から、障害物を含むか否かを示す推定結果を出力する実行環境をコンピュータによって実現できる。 According to this learning model, a computer can realize an execution environment that outputs an estimation result indicating whether an obstacle is included or not from a detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle.
〔15〕本発明の一態様に係る学習モデルは、前記障害物は、前記人力駆動車の進行方向に沿って延びる段差を含む。 [15] In the learning model according to one aspect of the present invention, the obstacle includes a step extending along a traveling direction of the manually driven vehicle.
この学習モデルによれば、人力駆動車の周囲環境についての検出結果から、人力駆動車の進行方向に沿って延びる段差を含むか否かを示す推定結果を出力する実行環境をコンピュータによって実現できる。 According to this learning model, a computer can realize an execution environment that outputs an estimation result indicating whether or not a step extending along the traveling direction of the manually driven vehicle is included, based on the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle.
〔16〕本発明の一態様に係る学習モデルは、前記検出結果は、前記人力駆動車の周囲の画像を含む。 [16] In the learning model according to an aspect of the present invention, the detection result includes an image around the manually driven vehicle.
この学習モデルによれば、人力駆動車の周囲の画像から、人力駆動車の進行方向に延びる段差を含む障害物についての推定結果を出力する実行環境をコンピュータによって実現できる。 According to this learning model, a computer can realize an execution environment for outputting an estimation result of an obstacle including a step extending in the traveling direction of the manually driven vehicle from an image around the manually driven vehicle.
〔17〕本発明の一態様に係る学習モデルは、前記教師データは、障害物を含まない検出結果および前記検出結果が障害物を含まないことを示すラベルデータを含む。 [17] In the learning model according to one aspect of the present invention, the teacher data includes a detection result that does not include an obstacle and label data indicating that the detection result does not include an obstacle.
この学習モデルによれば、障害物を含む検出結果と、この検出結果が障害物を含むことを示すラベルデータとを含む教師データ、および、障害物を含まない検出結果と、この検出結果が障害物を含まないことを示すラベルデータとを含む教師データの双方に基づくので、推定精度を向上できる。 According to this learning model, teacher data including a detection result including an obstacle, label data indicating that the detection result includes an obstacle, a detection result including no obstacle, and a detection result including an obstacle Based on both the teacher data and the label data indicating that the object is not included, the estimation accuracy can be improved.
〔18〕本発明の一態様に係る学習モデルは、前記教師データは、前記人力駆動車の走行中に検出される走行情報を含む。 [18] In the learning model according to one aspect of the present invention, the teacher data includes travel information detected during travel of the manually driven vehicle.
この学習モデルによれば、人力駆動車の走行中に検出される走行情報に基づき、人力駆動車の周囲環境の検出結果が障害物を含むか否かを判断し、その判断結果を教師データに含めることができる。 According to this learning model, it is determined whether or not the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle includes an obstacle based on the traveling information detected during the traveling of the manually driven vehicle, and the determination result is used as teacher data. Can be included.
〔19〕本発明の一態様に係る情報処理装置は、人力駆動車の周囲環境についての検出結果を、前述の学習モデルへ入力し、前記検出結果に関する推定結果を前記学習モデルから取得する演算処理部を備える。 [19] An information processing apparatus according to an aspect of the present invention, wherein a calculation result of inputting a detection result about a surrounding environment of a manually driven vehicle to the learning model and acquiring an estimation result regarding the detection result from the learning model is obtained. It has a unit.
この情報処理装置によれば、人力駆動車の周囲環境についての検出結果を学習モデルに入力することによって、検出結果が障害物を含むか否かについての推定結果が得られるので、効率良く走行環境に関する情報を取得できる。 According to this information processing device, by inputting the detection result about the surrounding environment of the manually driven vehicle to the learning model, the estimation result about whether the detection result includes an obstacle can be obtained, and thus the driving environment can be efficiently performed. You can get information about
〔20〕本発明の一態様に係る情報処理装置は、人力駆動車の周囲環境についての検出結果に基づく追加学習によって更新された更新済学習モデルを受信する受信部、を備え、前記更新済学習モデルへ更新する旨の選択を受け付けた場合に、前記学習モデルを前記更新済学習モデルに更新する。 [20] The information processing apparatus according to one aspect of the present invention includes a receiving unit that receives an updated learning model updated by additional learning based on a detection result of a surrounding environment of the manually driven vehicle, wherein the updated learning model When receiving the selection to update to the model, the learning model is updated to the updated learning model.
この情報処理装置によれば、追加学習によって更新された更新済学習モデルを受信し、必要に応じて更新できる。このため、情報処理装置にて追加学習を実行する必要はなく、より処理能力が高い外部サーバ等に追加学習を実行させ、更新された更新学習モデルを外部サーバ等から受信できるので、情報処理装置における処理負担を軽減できる。 According to this information processing apparatus, an updated learning model updated by additional learning can be received and updated as necessary. Therefore, it is not necessary to perform the additional learning in the information processing apparatus, and the external server or the like having a higher processing capability can execute the additional learning and receive the updated learning model updated from the external server or the like. Can reduce the processing load.
〔21〕本発明の一態様に係る情報処理装置は、前記学習モデルが推定する障害物は前記人力駆動車の進行方向に沿って延びる段差であり、前記検出結果が前記障害物を含むことを示す推定結果を前記演算処理部が取得し、前記人力駆動車と前記段差との間の距離が設定距離未満であり、かつ、前記人力駆動車の前記段差への進入角度が設定角度未満である場合、警告情報を出力する出力部を備える。 [21] The information processing device according to an aspect of the present invention, wherein the obstacle estimated by the learning model is a step extending along the traveling direction of the manually driven vehicle, and the detection result includes the obstacle. The arithmetic processing unit acquires the estimated result shown, the distance between the manually driven vehicle and the step is less than a set distance, and the angle of entry of the manually driven vehicle into the step is less than a set angle. In this case, an output unit for outputting warning information is provided.
この情報処理装置によれば、人力駆動車の進行方向に沿って延びる段差についての推定結果が得られ、この段差と人力駆動車との距離が設定距離未満であり、かつ、段差への進入角度が設定角度未満である場合、警告情報を出力するので、人力駆動車による走行が困難となる可能性を低減できる。 According to this information processing device, an estimation result for a step extending along the traveling direction of the manually driven vehicle is obtained, and the distance between the step and the manually driven vehicle is less than the set distance, and the approach angle to the step Is smaller than the set angle, the warning information is output, so that it is possible to reduce the possibility that traveling by the manually driven vehicle becomes difficult.
〔22〕本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、人力駆動車の周囲環境についての検出結果から、前記人力駆動車の走行環境に関する情報を、学習アルゴリズムによって抽出する処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。 [22] A computer program according to an aspect of the present invention causes a computer to execute a process of extracting information on a traveling environment of a manually driven vehicle from a detection result of a surrounding environment of the manually driven vehicle by a learning algorithm. Computer program.
このコンピュータプログラムによれば、人力駆動車の周囲環境についての検出結果から、学習アルゴリズムを用いて、人力駆動車の走行環境に関する情報を抽出する実行環境をコンピュータによって実現できる。 According to this computer program, a computer can realize an execution environment for extracting information on a traveling environment of a manually driven vehicle from a detection result of a surrounding environment of the manually driven vehicle using a learning algorithm.
〔23〕本発明の一態様に係る記憶媒体は、前述のコンピュータプログラムが記憶される。 [23] A storage medium according to one embodiment of the present invention stores the above-described computer program.
この記憶媒体によれば、記憶媒体に記憶されているコンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることによって、人力駆動車の周囲環境についての検出結果から、学習アルゴリズムを用いて、人力駆動車の走行環境に関する情報を抽出する実行環境を実現できる。 According to this storage medium, by installing a computer program stored in the storage medium into a computer, information on a traveling environment of the manually driven vehicle is obtained from a detection result of a surrounding environment of the manually driven vehicle using a learning algorithm. Can be realized.
本願によれば、人力駆動車の周囲環境についての検出結果から、前記人力駆動車の走行環境に関する情報を効率よく抽出できる。 According to the present application, information on the traveling environment of the manually driven vehicle can be efficiently extracted from the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
(第1実施形態)
図1は第1実施形態に係る抽出装置1を説明する模式的説明図である。第1実施形態に係る抽出装置1は、例えば人力駆動車100に搭載されるコンピュータであり、人力駆動車100の周囲環境についての検出結果から、人力駆動車100の走行環境に関する情報を学習アルゴリズムによって抽出する。本実施形態において、人力駆動車100は、走行のための原動力に関して、少なくとも部分的に人力を用いる車両であり、人力を電動補助する車両を含む。内燃機関または電動機のみを原動力に用いる車両は、人力駆動車100からは除外される。本実施形態において、人力駆動車100は自転車である。人力駆動車100は、操舵装置Hを備える。操舵装置Hの一例は、ハンドルバーである。抽出装置1は、人力駆動車100に設けられる専用端末であってもよく、人力駆動車100の搭乗者が携帯するスマートフォンなどの携帯端末であってもよい。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing the embodiments.
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram illustrating an extraction device 1 according to the first embodiment. The extraction device 1 according to the first embodiment is, for example, a computer mounted on the human-powered vehicle 100. Based on a detection result of the surrounding environment of the human-powered vehicle 100, information on the traveling environment of the human-powered vehicle 100 is obtained by a learning algorithm. Extract. In the present embodiment, the human-powered vehicle 100 is a vehicle that at least partially uses human power for driving power for traveling, and includes a vehicle that electrically assists human power. Vehicles using only an internal combustion engine or an electric motor as a driving force are excluded from the manually driven vehicle 100. In the present embodiment, the manually driven vehicle 100 is a bicycle. The manually driven vehicle 100 includes a steering device H. One example of the steering device H is a handlebar. The extraction device 1 may be a dedicated terminal provided in the manually driven vehicle 100, or may be a mobile terminal such as a smartphone carried by a passenger of the manually driven vehicle 100.
人力駆動車100の周囲環境についての検出結果は、人力駆動車100の周囲の画像を含む。本実施形態において、人力駆動車100の周囲環境の検出結果は、例えば、デジタルカメラなどの撮像装置Pによって人力駆動車100の周囲を撮像して得られる画像である。また、抽出装置1が取得する周囲環境の検出結果は、超音波センサなどの測距センサを用いて計測される人力駆動車100から障害物までの距離などであってもよい。 The detection result on the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 includes an image around the manually driven vehicle 100. In the present embodiment, the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 is, for example, an image obtained by capturing an image of the periphery of the manually driven vehicle 100 by an imaging device P such as a digital camera. The detection result of the surrounding environment acquired by the extraction device 1 may be a distance from the manually driven vehicle 100 to an obstacle, which is measured using a distance measuring sensor such as an ultrasonic sensor.
抽出装置1は、取得した検出結果から人力駆動車100の走行環境に関する情報を学習アルゴリズムによって抽出する。学習アルゴリズムは、図3に示される学習モデル130を用いて、人力駆動車100の周囲環境についての検出結果から、人力駆動車100の走行環境を推定するためのアルゴリズムである。学習アルゴリズムは、機械学習による機械学習アルゴリズム、深層学習による深層学習アルゴリズム等の学習アルゴリズムを含む。 The extraction device 1 extracts information on the traveling environment of the manually driven vehicle 100 from the acquired detection result by a learning algorithm. The learning algorithm is an algorithm for estimating the traveling environment of the manually driven vehicle 100 from the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 using the learning model 130 illustrated in FIG. The learning algorithm includes a learning algorithm such as a machine learning algorithm based on machine learning and a deep learning algorithm based on deep learning.
人力駆動車100の走行環境に関する情報は、障害物に関する情報を含む。障害物は、走行の障害となる物体である。障害物は、例えば人力駆動車100の進行走行に沿って延びる段差Sを含む。このような段差Sは、例えば車道と歩道との間に存在する。図1に示す段差Sは、人力駆動車100の進行方向に対して左側に存在する。ここで、前後左右は、人力駆動車100の搭乗者がハンドルに向かってサドルに跨がった状態から見た前後左右を表す。 The information on the traveling environment of the manually driven vehicle 100 includes information on obstacles. The obstacle is an object that hinders traveling. The obstacle includes, for example, a step S extending along the traveling traveling of the manually driven vehicle 100. Such a step S exists, for example, between a roadway and a sidewalk. The step S shown in FIG. 1 exists on the left side with respect to the traveling direction of the manually driven vehicle 100. Here, front, rear, left and right represent front, rear, left, and right as viewed from a state where the occupant of the manually driven vehicle 100 straddles the saddle toward the steering wheel.
人力駆動車100の進行方向に沿って延びる段差Sは、例えば人力駆動車100の進行方向に対して略平行に延びる、または、人力駆動車100の進行方向に対して例えば10度未満の角度範囲内にて左方または右方に斜めに延びる。段差Sを乗り越える際の人力駆動車100の進入角度が例えば10度未満の比較的浅い角度である場合、走行が困難となる可能性がある。このため、抽出装置1は、周囲環境の検出結果から、人力駆動車100の進行方向に沿って延びる段差Sの情報を抽出対象として抽出する。また、人力駆動車100の進行方向に沿って延びる段差Sのうち、高さが設定高さよりも低いものを抽出対象とし、高さが設定高さよりも高いものについては抽出対象から除外してもよい。設定高さは、例えば20cmであるが、人力駆動車100の種類、人力駆動車100が備える車輪のサイズ等によって適宜設定され得る。 The step S extending along the traveling direction of the manually driven vehicle 100 extends substantially parallel to, for example, the traveling direction of the manually driven vehicle 100, or has an angle range of, for example, less than 10 degrees with respect to the traveling direction of the manually driven vehicle 100. Extends diagonally to the left or right within. If the entry angle of the manually driven vehicle 100 when climbing over the step S is a relatively shallow angle of, for example, less than 10 degrees, traveling may be difficult. For this reason, the extraction device 1 extracts information on the step S extending along the traveling direction of the manually driven vehicle 100 from the detection result of the surrounding environment as an extraction target. Further, among the steps S extending along the traveling direction of the manually driven vehicle 100, those having a height lower than the set height are set as extraction targets, and those having a height higher than the set height are excluded from the extraction targets. Good. The set height is, for example, 20 cm, but can be set as appropriate depending on the type of the manually driven vehicle 100, the size of the wheels included in the manually driven vehicle 100, and the like.
また、障害物に関する情報は、側溝、マンホール、路面の凹凸、滑りやすい路面、および、人力駆動車100の周囲に存在する物体(車両、人物、動物など)に関する情報を含んでもよい。 In addition, the information on the obstacle may include information on a gutter, a manhole, unevenness of a road surface, a slippery road surface, and an object (vehicle, person, animal, etc.) existing around the manually driven vehicle 100.
以下では、撮像装置Pによって撮像される画像から、学習アルゴリズムによって、自転車の進行方向に沿って延びる段差Sの情報を抽出する構成について説明する。 Hereinafter, a configuration will be described in which information on a step S extending along the traveling direction of the bicycle is extracted from an image captured by the imaging device P by a learning algorithm.
図2は第1実施形態に係る抽出装置1の内部構成を示すブロック図である。抽出装置1は、入力部11、演算処理部12、記憶部13、および、出力部14を含む抽出部10を備える。抽出部10は、これらのハードウェア各部を用いて、自転車の周囲環境についての検出結果から、自転車の走行環境に関する情報を学習アルゴリズムによって抽出する。 FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the extraction device 1 according to the first embodiment. The extraction device 1 includes an extraction unit 10 including an input unit 11, an arithmetic processing unit 12, a storage unit 13, and an output unit 14. The extraction unit 10 uses these hardware units to extract information on the running environment of the bicycle from the detection result on the surrounding environment of the bicycle by a learning algorithm.
入力部11は、撮像装置Pを接続する入力インタフェースを備える。入力部11には、撮像装置Pから出力される画像の画像データが入力される。本実施形態では、撮像装置Pは、段差Sの情報を抽出するために好適な画角を有し、人力駆動車100の本体において、進行方向前方を撮像するために好適な場所に取り付けられていることが好ましい。撮像装置Pから出力される画像データは、静止画の画像データ、または、動画データである。入力部11に入力される画像データは、例えば、複数の画素から構成され、各画素がRGB各色の階調値によって表されるフレーム単位のデータである。入力部11は、入力された画像データを演算処理部12へ出力する。 The input unit 11 includes an input interface for connecting the imaging device P. Image data of an image output from the imaging device P is input to the input unit 11. In the present embodiment, the imaging device P has an angle of view suitable for extracting information of the step S, and is attached to a position suitable for imaging the front in the traveling direction in the main body of the manually driven vehicle 100. Is preferred. The image data output from the imaging device P is still image data or moving image data. The image data input to the input unit 11 is, for example, frame-based data composed of a plurality of pixels, each pixel being represented by a gradation value of each of RGB colors. The input unit 11 outputs the input image data to the arithmetic processing unit 12.
演算処理部12は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを備える。演算処理部12が備えるROMには、抽出装置1が備えるハードウェア各部の動作を制御するためのコンピュータプログラム等が記憶される。演算処理部12内のCPUは、ROMに記憶されたコンピュータプログラムを実行し、ハードウェア各部の動作を制御することによって、入力された画像データから走行環境に関する情報を抽出する処理を実現する。演算処理部12が備えるRAMには、演算の実行中に利用されるデータが一時的に記憶される。 The arithmetic processing unit 12 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The ROM included in the arithmetic processing unit 12 stores a computer program or the like for controlling the operation of each unit of the hardware included in the extraction device 1. The CPU in the arithmetic processing unit 12 executes a computer program stored in the ROM, controls the operation of each unit of the hardware, and realizes a process of extracting information about the driving environment from the input image data. Data used during execution of the operation is temporarily stored in the RAM included in the operation processing unit 12.
演算処理部12は、CPU、ROMおよびRAMを備える構成としたが、GPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)、量子プロセッサ、揮発性または不揮発性のメモリ等を備える1又は複数の演算回路であってもよい。 Although the arithmetic processing unit 12 has a configuration including a CPU, a ROM, and a RAM, a GPU (Graphics Processing Unit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), a DSP (Digital Signal Processor), a quantum processor, a volatile or nonvolatile memory It may be one or a plurality of arithmetic circuits including the above.
記憶部13は、EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read Only Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)などのメモリを備える。記憶部13には、演算処理部12によって実行されるコンピュータプログラム、学習モデル130等が記憶される。 The storage unit 13 includes memories such as an EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read Only Memory) and an SRAM (Static Random Access Memory). The storage unit 13 stores a computer program executed by the arithmetic processing unit 12, a learning model 130, and the like.
記憶部13は、推定処理プログラムを記憶する。推定処理プログラムは、コンピュータに、人力駆動車100の周囲環境についての検出結果から、人力駆動車100の走行環境に関する情報を、学習アルゴリズムによって抽出する処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。演算処理部12は、推定処理プログラムを実行することによって、学習モデル130を用いて走行環境を推定する学習アルゴリズムに基づき、人力駆動車100の周囲環境の検出結果から走行環境に関する情報を抽出する。 The storage unit 13 stores an estimation processing program. The estimation processing program is a computer program for causing a computer to execute a process of extracting information on a traveling environment of the manually driven vehicle 100 from a detection result of a surrounding environment of the manually driven vehicle 100 by a learning algorithm. By executing the estimation processing program, the arithmetic processing unit 12 extracts information on the traveling environment from the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 based on a learning algorithm for estimating the traveling environment using the learning model 130.
推定処理プログラムを含むコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムが記憶される記憶媒体Mによって提供され得る。記憶媒体Mは、例えば、CD−ROM、USBメモリ、SD(Secure Digital)カード、マイクロSDカード、コンパクトフラッシュ(登録商標)などの可搬型メモリである。本実施形態において、記憶媒体Mは、コンピュータプログラムを読み取り可能に記憶する非一時的な記憶媒体である。演算処理部12は、読取装置を用いて記憶媒体Mから各種プログラムを読み取り、読み取った各種プログラムを記憶部13にインストールする。 A computer program including the estimation processing program can be provided by a storage medium M in which the computer program is stored. The storage medium M is, for example, a portable memory such as a CD-ROM, a USB memory, an SD (Secure Digital) card, a micro SD card, and a compact flash (registered trademark). In the present embodiment, the storage medium M is a non-transitory storage medium that stores a computer program in a readable manner. The arithmetic processing unit 12 reads various programs from the storage medium M using a reading device, and installs the read various programs in the storage unit 13.
記憶部13に記憶される学習モデル130は、その定義情報によって記述される。学習モデル130の定義情報は、学習モデル130を構成するニューラルネットワーク等の構造情報、学習モデル130において用いられる各種パラメータ等を含む。学習モデル130において用いられる各種パラメータには、例えばニューラルネットワークを構成するノード間の重み及びバイアス等が含まれる。本実施形態では、抽出対象の段差Sを含む画像データと、この画像データが抽出対象の段差Sを含むことを示すラベルデータとを含む教師データに基づき予め学習された学習モデル130が記憶部13に記憶される。 The learning model 130 stored in the storage unit 13 is described by the definition information. The definition information of the learning model 130 includes structural information such as a neural network constituting the learning model 130, various parameters used in the learning model 130, and the like. Various parameters used in the learning model 130 include, for example, weights and biases between nodes constituting the neural network. In the present embodiment, the learning unit 130 learns in advance the learning model 130 based on the teacher data including the image data including the step S to be extracted and the label data indicating that the image data includes the step S to be extracted. Is stored.
出力部14は、演算処理部12による抽出結果を出力する出力インタフェースを備える。抽出結果の出力形式は任意である。出力部14は、演算処理部12から得られる抽出結果を示す画像を出力してもよい。また、出力部14は、演算処理部12の抽出結果に基づき、段差Sの情報が抽出された旨の文字情報を出力してもよい。更に、出力部14は、演算処理部12によって段差Sの情報が抽出された場合、搭乗者に注意喚起を促す音又は音声を出力してもよい。抽出装置1が操作ボタンなどのユーザインタフェースを備える場合、抽出装置1は、搭乗者による出力形式の選択を受付けてもよい。この場合、出力部14は、搭乗者により選択された出力形式に従って情報を出力してもよい。 The output unit 14 includes an output interface that outputs a result of the extraction performed by the arithmetic processing unit 12. The output format of the extraction result is arbitrary. The output unit 14 may output an image indicating the extraction result obtained from the arithmetic processing unit 12. Further, the output unit 14 may output character information indicating that the information on the step S has been extracted based on the extraction result of the arithmetic processing unit 12. Furthermore, when the information of the step S is extracted by the arithmetic processing unit 12, the output unit 14 may output a sound or a voice that prompts the passenger to call attention. When the extraction device 1 includes a user interface such as an operation button, the extraction device 1 may receive a selection of an output format by a passenger. In this case, the output unit 14 may output the information according to the output format selected by the passenger.
図3は第1実施形態における学習モデル130の構成例を示す模式図である。学習モデル130は、入力層131、中間層132、および、出力層133を備える。学習モデル130によって定められる学習アルゴリズムの一例は、例えば、R−CNN(Region-based Convolutional Neural Networks)のアルゴリズムである。 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the learning model 130 according to the first embodiment. The learning model 130 includes an input layer 131, an intermediate layer 132, and an output layer 133. An example of a learning algorithm determined by the learning model 130 is, for example, an algorithm of R-CNN (Region-based Convolutional Neural Networks).
入力層131には、人力駆動車100の周囲環境の検出結果が入力される。本実施形態では、人力駆動車100の周囲環境の検出結果は、人力駆動車100の周囲の画像を含む。人力駆動車100の周囲の画像に係る画像データを入力層131に入力する際、画像に含まれる何らかのオブジェクトを含む複数の部分領域を抽出し、抽出した全ての部分領域を一定の大きさにリサイズして入力層131に入力してもよい。各部分領域に含まれるオブジェクトは、抽出対象の段差Sだけでなく、人物、他車両などの任意のオブジェクトが含まれてもよい。領域の抽出には、例えば、"Selective search for object recognition.", Uijlings, Jasper RR, et al. International journal of computer vision 104.2 (2013), 154-171に開示される手法が用いられる。 The detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 is input to the input layer 131. In the present embodiment, the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 includes an image around the manually driven vehicle 100. When inputting image data relating to an image around the human-powered vehicle 100 to the input layer 131, a plurality of partial regions including some objects included in the image are extracted, and all the extracted partial regions are resized to a certain size. And input to the input layer 131. The objects included in each partial area may include not only the step S to be extracted, but also any object such as a person or another vehicle. For the extraction of the region, for example, a method disclosed in “Selective search for object recognition.”, Uijlings, Jasper RR, et al. International journal of computer vision 104.2 (2013), 154-171 is used.
中間層132は、障害物を含む検出結果と、この検出結果が障害物を含むことを示すラベルデータとを含む教師データに基づく。本実施形態では、障害物を含む検出結果は抽出対象の段差Sを含む画像データであり、ラベルデータは画像データが抽出対象の段差Sを含むことを示すデータである。また、教師データには、障害物を含まない検出結果と、この検出結果が障害物を含まないことを示すラベルデータとが含まれていてもよい。中間層132は、例えば、畳み込み層132a、プーリング層132b、および、全結合層132cにより構成される。中間層132における畳み込み層132aおよびプーリング層132bは交互に複数設けられていてもよい。畳み込み層132aおよびプーリング層132bは、入力層131を通じて入力される各部分領域の領域画像から画像の特徴量を抽出する。畳み込み層132aおよびプーリング層132bにて抽出される特徴量は、例えば、明度差、輝度勾配、形状、エッジ、テクスチャなどである。畳み込み層132aおよびプーリング層132bによって抽出された特徴量は、全結合層132cへ出力される。全結合層132cは、最終のプーリング層132bから入力される画像の特徴量に基づき、各部分領域の物体を分類し、分類結果を出力層133へ出力する。 The intermediate layer 132 is based on teacher data including a detection result including an obstacle and label data indicating that the detection result includes an obstacle. In the present embodiment, the detection result including the obstacle is image data including the step S to be extracted, and the label data is data indicating that the image data includes the step S to be extracted. The teacher data may include a detection result that does not include an obstacle and label data indicating that the detection result does not include an obstacle. The intermediate layer 132 includes, for example, a convolutional layer 132a, a pooling layer 132b, and a total connection layer 132c. A plurality of convolutional layers 132a and pooling layers 132b in the intermediate layer 132 may be provided alternately. The convolutional layer 132a and the pooling layer 132b extract image feature values from the area image of each partial area input through the input layer 131. The feature amounts extracted by the convolution layer 132a and the pooling layer 132b are, for example, a brightness difference, a luminance gradient, a shape, an edge, a texture, and the like. The features extracted by the convolutional layer 132a and the pooling layer 132b are output to the fully connected layer 132c. The fully connected layer 132c classifies the objects in each partial area based on the feature amount of the image input from the final pooling layer 132b, and outputs the classification result to the output layer 133.
出力層133は、全結合層132cから入力される分類結果に基づき、入力層131に入力された人力駆動車100の周囲環境の検出結果が障害物を含むか否かの推定結果を出力する。本実施形態では、障害物は、人力駆動車100の進行方向に沿って延びる段差Sである。出力層133が出力する推定結果には、推定結果の確からしさを示す確率の情報が含まれていてもよい。また、出力層133が出力する推定結果には、推定した物体を囲む領域の情報を含んでもよい。推定した物体を囲む領域は、例えば四角形の領域であり、中央位置の座標、幅および高さ、もしくは、四隅の座標によって特定される。 The output layer 133 outputs an estimation result as to whether or not the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 input to the input layer 131 includes an obstacle, based on the classification result input from the total connection layer 132c. In the present embodiment, the obstacle is a step S extending along the traveling direction of the manually driven vehicle 100. The estimation result output from the output layer 133 may include probability information indicating the likelihood of the estimation result. The estimation result output from the output layer 133 may include information on a region surrounding the estimated object. The area surrounding the estimated object is, for example, a rectangular area, and is specified by the coordinates of the center position, the width and the height, or the coordinates of the four corners.
図4は第1実施形態に係る抽出装置1が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。抽出装置1の演算処理部12は、ステップS101において、周囲環境の検出結果を取得する。具体的には、演算処理部12は、撮像装置Pによって得られる画像データを、入力部11を通じて取得する。 FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure of a process performed by the extraction device 1 according to the first embodiment. In step S101, the arithmetic processing unit 12 of the extraction device 1 acquires a detection result of the surrounding environment. Specifically, the arithmetic processing unit 12 acquires image data obtained by the imaging device P through the input unit 11.
次いで、演算処理部12は、ステップS102において、取得した画像データを学習モデル130の入力層131に入力することによって学習アルゴリズムによる演算を実行する。このとき、演算処理部12は、記憶部13に記憶されている学習モデル130の定義情報を参照する。また、演算処理部12は、記憶部13に記憶されている推定処理プログラムを実行することによって、入力した画像データについて、学習モデル130によって走行環境を推定する学習アルゴリズムによる演算を実行する。 Next, in step S <b> 102, the calculation processing unit 12 executes a calculation by a learning algorithm by inputting the acquired image data to the input layer 131 of the learning model 130. At this time, the arithmetic processing unit 12 refers to the definition information of the learning model 130 stored in the storage unit 13. Further, the arithmetic processing unit 12 executes an estimation processing program stored in the storage unit 13 to execute an arithmetic operation on the input image data by a learning algorithm for estimating a driving environment using the learning model 130.
次いで、演算処理部12は、ステップS103において、学習モデル130によって抽出される走行環境に関する情報を出力層133から取得する。すなわち、学習モデル130は、入力層131に入力された周囲環境の検出結果に基づき、中間層132で演算し、検出結果に関する出力結果を出力層133から出力する処理に用いられる。また、演算処理部12は、人力駆動車100の周囲環境についての検出結果を学習モデル130へ入力し、検出結果に関する推定結果を学習モデル130から取得する。学習モデル130の出力層133から得られる情報は、入力層131に入力された人力駆動車100の周囲環境の検出結果が障害物を含むか否かの推定結果を含む。 Next, the arithmetic processing unit 12 acquires, from the output layer 133, information on the driving environment extracted by the learning model 130 in step S103. That is, the learning model 130 is used in a process of calculating in the intermediate layer 132 based on the detection result of the surrounding environment input to the input layer 131 and outputting an output result related to the detection result from the output layer 133. In addition, the arithmetic processing unit 12 inputs a detection result regarding the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 to the learning model 130, and acquires an estimation result regarding the detection result from the learning model 130. Information obtained from the output layer 133 of the learning model 130 includes an estimation result of whether or not the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 input to the input layer 131 includes an obstacle.
また、演算処理部12は、学習モデル130から取得した情報に基づき、搭乗者に報知する出力画像を生成してもよい。図5Aは入力画像の一例を示す模式図であり、図5Bは出力画像の一例を示す模式図である。図5Aは、撮像装置Pを用いて人力駆動車100の進行方向前方を撮像することによって得られる入力画像の一例を示している。図5Aに示す入力画像には、人力駆動車100の進行方向に対して右側および左側に段差Sが含まれている。 Further, the arithmetic processing unit 12 may generate an output image to be notified to the passenger based on the information acquired from the learning model 130. FIG. 5A is a schematic diagram illustrating an example of an input image, and FIG. 5B is a schematic diagram illustrating an example of an output image. FIG. 5A illustrates an example of an input image obtained by capturing an image of the front of the human-powered vehicle 100 in the traveling direction using the imaging device P. The input image shown in FIG. 5A includes a step S on the right side and the left side with respect to the traveling direction of the manually driven vehicle 100.
図5Bは、学習モデル130から取得した情報に基づき、演算処理部12が生成する出力画像の一例を示している。入力画像内の特定の部分領域に段差Sが含まれるとの推定結果が得られ、その推定結果の確からしさを示す確率が閾値以上である場合、演算処理部12は、図5Bに示すような出力画像を生成してもよい。確率に対する閾値は適宜設定され得る。閾値の一例は80%である。 FIG. 5B illustrates an example of an output image generated by the arithmetic processing unit 12 based on information acquired from the learning model 130. When the estimation result that the step S is included in the specific partial region in the input image is obtained, and the probability indicating the certainty of the estimation result is equal to or more than the threshold, the arithmetic processing unit 12 performs the processing shown in FIG. An output image may be generated. The threshold for the probability can be set as appropriate. One example of the threshold is 80%.
演算処理部12は、学習モデル130から得られる領域の情報に基づき、画像内の段差Sの位置を特定できる。演算処理部12は、段差Sを含む領域内の各画素の濃度を上げ、領域外の各画素の濃度を下げることによって、図5Bに示すような、段差Sを強調した画像を生成できる。また、演算処理部12は、段差Sを含む領域内の各画素の色を赤などの目立つ色に変更することによって、段差Sを強調した画像を生成してもよい。また、演算処理部12は、段差Sの位置を示すマーカ、および、警告を示す文字情報を付した出力画像を生成してもよい。図5Bの例では、進行方向の左側に存在する段差Sに対して、マーカM1および文字情報N1を付し、右側に存在する段差Sに対して、マーカM2および文字情報N2を付した出力画像を示している。 The arithmetic processing unit 12 can specify the position of the step S in the image based on the information of the area obtained from the learning model 130. The arithmetic processing unit 12 can generate an image in which the step S is emphasized as shown in FIG. 5B by increasing the density of each pixel in the area including the step S and decreasing the density of each pixel outside the area. The arithmetic processing unit 12 may generate an image in which the step S is emphasized by changing the color of each pixel in the area including the step S to a conspicuous color such as red. The arithmetic processing unit 12 may generate an output image with a marker indicating the position of the step S and character information indicating a warning. In the example of FIG. 5B, an output image in which a marker M1 and character information N1 are added to a step S existing on the left side in the traveling direction, and a marker M2 and character information N2 are added to the step S existing on the right side. Is shown.
以上のように、第1実施形態では、学習アルゴリズムを用いることによって、人力駆動車100の走行中に得られる撮像画像から、効率良く段差Sの情報を抽出できる。 As described above, in the first embodiment, the information of the step S can be efficiently extracted from the captured image obtained while the manually driven vehicle 100 is traveling by using the learning algorithm.
本実施形態では、深層学習アルゴリズムの1つであるR−CNNを用いて抽出対象の段差Sの情報を抽出する構成について説明したが、学習モデル130において利用される深層学習アルゴリズムは、R−CNNに限定されない。例えば、R−CNNに代えて、SPPnet(Spatial Pyramid Pooling network)、Fast R−CNN、Faster R−CNN、YOLO(You Only Look Once)、SSD(Single Shot multibox Detector)などを含む深層学習アルゴリズムを用いてもよい。また、深層学習以外の学習アルゴリズムとして、サポートベクターマシン、ベイズ分類などの学習アルゴリズムを用いて、抽出対象の段差の情報を抽出する構成としてもよい。 In the present embodiment, the configuration in which the information of the step S to be extracted is extracted using R-CNN, which is one of the deep learning algorithms, has been described. However, the deep learning algorithm used in the learning model 130 is R-CNN. It is not limited to. For example, instead of R-CNN, a deep learning algorithm including SPPnet (Spatial Pyramid Pooling network), Fast R-CNN, Faster R-CNN, YOLO (You Only Look Once), SSD (Single Shot multibox Detector) and the like is used. You may. In addition, as a learning algorithm other than the deep learning, a learning algorithm such as a support vector machine or a Bayesian classification may be used to extract information on a step to be extracted.
(第2実施形態)
第2実施形態では、抽出装置1による抽出結果に基づき、人力駆動車100のコンポーネントCを制御する制御システムについて説明する。
(2nd Embodiment)
In the second embodiment, a control system that controls the component C of the manually driven vehicle 100 based on the extraction result by the extraction device 1 will be described.
図6は第2実施形態に係る制御システムを説明するブロック図である。第2実施形態に係る制御システムは、抽出装置1と、抽出装置1による抽出結果に基づき、人力駆動車100のコンポーネントCを制御する制御装置2と、を備える。抽出装置1の内部構成は、第1実施形態と同様であるため、その詳細な説明は省略する。 FIG. 6 is a block diagram illustrating a control system according to the second embodiment. The control system according to the second embodiment includes an extraction device 1 and a control device 2 that controls a component C of the manually driven vehicle 100 based on an extraction result by the extraction device 1. Since the internal configuration of the extraction device 1 is the same as that of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
制御装置2は、制御部21、記憶部22、入力部23、および、出力部24を備える。制御部21は、例えば、CPU、ROM、RAMなどを備える。制御部21が備えるROMには、制御装置2が備えるハードウェア各部の動作を制御するための制御プログラム等が記憶される。制御部21内のCPUは、ROMに記憶された制御プログラム、および、記憶部22に記憶された各種プログラムを実行し、ハードウェア各部の動作を制御することによって、本願の制御装置を実現する。具体的には、制御部21は、入力部23を通じて入力される抽出装置1からの抽出結果に基づき、人力駆動車100のコンポーネントCを制御する制御信号を生成し、生成した制御信号を出力部24から出力する。 The control device 2 includes a control unit 21, a storage unit 22, an input unit 23, and an output unit 24. The control unit 21 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The ROM included in the control unit 21 stores a control program and the like for controlling the operation of each unit of the hardware included in the control device 2. The CPU in the control unit 21 executes a control program stored in the ROM and various programs stored in the storage unit 22 to control the operation of each unit of the hardware, thereby realizing the control device of the present application. Specifically, the control unit 21 generates a control signal for controlling the component C of the manually driven vehicle 100 based on the extraction result from the extraction device 1 input through the input unit 23, and outputs the generated control signal to the output unit. 24.
制御部21は上述の構成に限定されない。制御部21は、シングルコアCPU、マルチコアCPU、FPGA、揮発性または不揮発性のメモリ等を含む1又は複数の制御回路であればよい。また、制御部21は、日時情報を出力するクロック、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。 The control unit 21 is not limited to the configuration described above. The control unit 21 may be any one or a plurality of control circuits including a single-core CPU, a multi-core CPU, an FPGA, a volatile or nonvolatile memory, and the like. In addition, the control unit 21 may include a clock for outputting date and time information, a timer for measuring an elapsed time from when a measurement start instruction is given to when a measurement end instruction is given, and a counter for counting the number.
記憶部22は、EEPROM、SRAMなどのメモリを備える。記憶部22には、制御部21によって実行されるコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムが用いるデータ等が記憶される。 The storage unit 22 includes a memory such as an EEPROM and an SRAM. The storage unit 22 stores a computer program executed by the control unit 21, data used by the computer program, and the like.
入力部23は、信号線L1を介して抽出装置1を接続するインタフェースを備える。入力部23には、抽出装置1から出力される抽出結果が入力される。入力部23に入力される抽出結果は、抽出結果を示す画像データであってもよく、抽出結果を示す文字情報もしくは信号であってもよい。入力部23は、入力された抽出結果を制御部21へ出力する。本実施形態では、信号線L1を介して抽出装置1を接続する構成としたが、無線通信のインタフェースを介して、抽出装置1と制御装置2との間でデータを送受信できるように構成してもよい。無線通信では、Bluetooth(登録商標) 、WiFi(登録商標)、ZigBee(登録商標)、その他の無線LAN(Local Area Network)等の通信規格に準じた無線伝送方式が利用できる。 The input unit 23 includes an interface for connecting the extraction device 1 via the signal line L1. The input unit 23 receives an extraction result output from the extraction device 1. The extraction result input to the input unit 23 may be image data indicating the extraction result, or may be character information or a signal indicating the extraction result. The input unit 23 outputs the input extraction result to the control unit 21. In the present embodiment, the extraction device 1 is connected via the signal line L1. However, it is configured such that data can be transmitted and received between the extraction device 1 and the control device 2 via the wireless communication interface. Is also good. In wireless communication, a wireless transmission method conforming to communication standards such as Bluetooth (registered trademark), WiFi (registered trademark), ZigBee (registered trademark), and other wireless LAN (Local Area Network) can be used.
出力部24は、信号線L2を介して制御対象の人力駆動車100のコンポーネントCを接続するインタフェースを備える。出力部24は、制御部21によって生成される制御信号を取得し、取得した制御信号を制御対象のコンポーネントCへ出力する。本実施形態では、信号線L2を介して人力駆動車100のコンポーネントCを接続する構成としたが、無線通信のインタフェースを介して、制御装置2と人力駆動車100のコンポーネントCとの間でデータを送受信できるように構成してもよい。無線通信では、上述した各種の通信規格に準拠した無線伝送方式が利用できる。 The output unit 24 includes an interface that connects the component C of the manually driven vehicle 100 to be controlled via the signal line L2. The output unit 24 acquires the control signal generated by the control unit 21 and outputs the acquired control signal to the component C to be controlled. In the present embodiment, the component C of the manually driven vehicle 100 is connected via the signal line L2. However, data is transmitted between the control device 2 and the component C of the manually driven vehicle 100 via a wireless communication interface. May be configured to be transmitted and received. In wireless communication, a wireless transmission system conforming to the various communication standards described above can be used.
自転車のコンポーネントCは、報知装置Nを含む。報知装置Nは、照明装置210を含む。本実施形態において、報知装置Nは、さらに、表示装置230、および、音声出力装置220を含む。また、自転車のコンポーネントCは、人力駆動車100の操舵装置Hの支援装置240を含む。 The component C of the bicycle includes the notification device N. The notification device N includes a lighting device 210. In the present embodiment, the notification device N further includes a display device 230 and a sound output device 220. The component C of the bicycle includes the assist device 240 of the steering device H of the manually driven vehicle 100.
照明装置210は、例えば人力駆動車100の進行方向を照らす前照灯である。照明装置210は、出力部24から出力される制御信号に従って、点灯、点滅または消灯するように構成されている。制御装置2は、抽出装置1によって段差Sの情報が抽出された場合、設定時間だけ照明装置210を点灯または点滅させることによって、搭乗者に注意喚起を促す。 The lighting device 210 is a headlight that illuminates the traveling direction of the manually driven vehicle 100, for example. The lighting device 210 is configured to turn on, blink, or turn off according to a control signal output from the output unit 24. When the information of the step S is extracted by the extraction device 1, the control device 2 turns on or blinks the lighting device 210 for a set time to urge the passenger to be alert.
表示装置230は、出力部24から出力される制御信号に基づいて情報を表示する液晶表示パネル等を備える。表示装置210は、搭乗者から視認できる人力駆動車100の適宜箇所に設置される。制御装置2は、抽出装置1によって段差Sが抽出された場合、段差Sを強調表示するための画像、段差Sの位置を示すマーカ、警告を表す文字情報等を含む画像などを表示装置230に表示させることによって、搭乗者に注意喚起を促す。 The display device 230 includes a liquid crystal display panel or the like that displays information based on a control signal output from the output unit 24. The display device 210 is installed at an appropriate position of the manually driven vehicle 100 that can be visually recognized by a passenger. When the step S is extracted by the extraction device 1, the control device 2 displays an image for highlighting the step S, a marker indicating the position of the step S, an image including character information indicating a warning, and the like on the display device 230. By displaying the message, the passenger is alerted.
音声出力装置220は、出力部24から出力される制御信号に基づいて音声を出力するスピーカ等を備える。音声出力装置220は、出力する音声が搭乗者によって聴き取ることがきる人力駆動車100の適宜箇所に設置される。制御装置2は、抽出装置1によって段差Sが抽出された場合、段差Sが存在する旨の音声を音声出力装置220から出力させることによって、搭乗者に注意喚起を促す。音声出力装置220は音声に限らず、警報音を出力する構成であってもよい。 The audio output device 220 includes a speaker or the like that outputs audio based on a control signal output from the output unit 24. The sound output device 220 is installed at an appropriate position of the human-powered vehicle 100 where the sound to be output can be heard by a passenger. When the step S is extracted by the extraction device 1, the control device 2 causes the sound output device 220 to output a sound indicating that the step S exists, thereby urging the passenger to be alert. The sound output device 220 is not limited to sound, and may be configured to output a warning sound.
本実施形態では、報知装置の一例として、照明装置210、表示装置230、および、音声出力装置220を記載したが、報知装置は、これらの装置に限定されない。例えば、左右両側のハンドルに振動装置を設けてもよい。抽出装置1からの抽出結果に基づき、進行方向の左側に段差Sがあると判断できる場合、制御装置2は、左側のハンドルに設けられた振動装置を作動させる制御信号を出力してもよい。制御装置2は、左側のハンドルに設けられた振動装置を作動させることによって、進行方向の左側に段差Sがあることを搭乗者に報知できる。進行方向の右側に段差Sがあると判断できる場合についても同様である。 In the present embodiment, the illumination device 210, the display device 230, and the audio output device 220 have been described as examples of the notification device, but the notification device is not limited to these devices. For example, vibration devices may be provided on the left and right handles. When it is determined based on the extraction result from the extraction device 1 that there is a step S on the left side in the traveling direction, the control device 2 may output a control signal for operating a vibration device provided on the left handle. The control device 2 can notify the occupant of the presence of the step S on the left side in the traveling direction by operating the vibration device provided on the left handle. The same applies to the case where it can be determined that there is a step S on the right side in the traveling direction.
支援装置240は、少なくとも、人力駆動車100の操舵装置Hの操舵を支援するための支援機構、支援機構のアクチュエータ、および、ドライバを備える。支援装置240は、ドライバが、出力部24から出力される制御信号に基づき、アクチュエータによって、支援機構を動作させることによって、人力駆動車100の操舵を支援するように構成されている。 The support device 240 includes at least a support mechanism for supporting the steering of the steering device H of the manually driven vehicle 100, an actuator of the support mechanism, and a driver. The assist device 240 is configured so that the driver operates the assist mechanism based on a control signal output from the output unit 24 with an actuator to assist the steering of the manually driven vehicle 100.
制御装置2は、抽出装置1によって段差Sが抽出された場合、その段差Sが人力駆動車100の進行方向に対して右側に存在するか、左側に存在するかを判断する。制御装置2は、段差Sが進行方向の右側に存在すると判断した場合、人力駆動車100の進行方向を右方向へ曲げるように制御する制御信号を支援装置240へ出力する。支援装置240は、制御装置2からの制御信号に従ってアクチュエータを駆動し、進行方向を右方向に曲げるように人力駆動車100の操舵を支援する。このような制御を行うことにより、段差Sに対する人力駆動車100の進入角度が深くなり、段差Sへの進入角度が浅いことによって、人力駆動車100による走行が困難となる可能性を低減することができる。段差Sが進行方向の左側に存在すると判断した場合も同様であり、制御装置2は、進行方向を左方向に曲げるように人力駆動車100の操舵を支援する。 When the step S is extracted by the extraction device 1, the control device 2 determines whether the step S exists on the right side or the left side with respect to the traveling direction of the manually driven vehicle 100. If the control device 2 determines that the step S exists on the right side in the traveling direction, the control device 2 outputs to the support device 240 a control signal for controlling the traveling direction of the manually driven vehicle 100 to be bent rightward. The support device 240 drives the actuator in accordance with the control signal from the control device 2 and supports the steering of the manually driven vehicle 100 so that the traveling direction is turned rightward. By performing such control, the entry angle of the manually driven vehicle 100 with respect to the step S is increased, and the possibility that the traveling by the manually driven vehicle 100 becomes difficult due to the shallow entry angle of the step S is reduced. Can be. The same applies when it is determined that the step S exists on the left side in the traveling direction, and the control device 2 assists the steering of the manually driven vehicle 100 so that the traveling direction is bent leftward.
図7は第2実施形態における制御手順を示すフローチャートである。制御装置2の制御部21は、抽出装置1による抽出結果を取得する都度、以下の手順を実行する。制御部21は、ステップS201において、抽出装置1による抽出結果を取得する。制御部21は、ステップS202において、ステップS201において取得した抽出結果に基づき、抽出装置1によって抽出された段差Sが存在するか否かを判断する。第2実施形態に係る抽出装置1が抽出する段差Sの情報は、人力駆動車100の進行方向に沿って延び、かつ、高さが設定高さよりも低い段差Sの情報であり、進入角度が比較的浅い場合に人力駆動車100による走行が困難となる可能性がある段差Sを表す。制御部21は、ステップS202において抽出装置1によって抽出された段差Sが存在しないと判断した場合、本フローチャートによる処理を終了する。 FIG. 7 is a flowchart illustrating a control procedure according to the second embodiment. The control unit 21 of the control device 2 executes the following procedure each time the extraction result by the extraction device 1 is obtained. The control part 21 acquires the extraction result by the extraction device 1 in step S201. In step S202, the control unit 21 determines whether or not the step S extracted by the extraction device 1 exists based on the extraction result obtained in step S201. The information of the step S extracted by the extraction device 1 according to the second embodiment is information of the step S that extends along the traveling direction of the manually driven vehicle 100 and whose height is lower than the set height, and the approach angle is When the vehicle is relatively shallow, the level difference S indicates that traveling by the manually driven vehicle 100 may be difficult. When the control unit 21 determines that the step S extracted by the extraction device 1 does not exist in step S202, the process according to this flowchart ends.
制御部21は、ステップS202において抽出装置1によって抽出された段差Sが存在すると判断した場合、ステップS203において、人力駆動車100から段差Sまでの距離を算出する。制御部21は、抽出装置1から学習モデル130への入力画像を取得し、取得した入力画像に基づき距離を算出できる。制御部21は、まず、入力画像内において、段差Sに重なる直線式と、人力駆動車100の進行方向を延長する直線式とを導出する。制御部21は、導出した2つの直線式が交差する点の座標と、タイヤの接地点を示す座標との間の距離から、人力駆動車100から段差Sまでの距離を算出できる。撮像装置Pが固定であるため、タイヤの接地点を示す座標は予め設定された点の座標であってもよい。また、人力駆動車100から段差Sまでの距離を計測する測距センサが設けられている場合、人力駆動車100から段差Sまでの距離を算出する構成に代えて、測距センサの計測結果を取得してもよい。測距センサの一例は、超音波センサである。 When determining that the step S extracted by the extraction device 1 exists in step S202, the control unit 21 calculates the distance from the manually driven vehicle 100 to the step S in step S203. The control unit 21 can acquire an input image to the learning model 130 from the extraction device 1 and calculate a distance based on the acquired input image. First, the control unit 21 derives a linear formula that overlaps the step S and a linear formula that extends the traveling direction of the manually driven vehicle 100 in the input image. The control unit 21 can calculate the distance from the manually driven vehicle 100 to the step S from the distance between the coordinates of the point at which the two derived linear equations intersect and the coordinates indicating the ground contact point of the tire. Since the imaging device P is fixed, the coordinates indicating the ground contact point of the tire may be coordinates of a preset point. When a distance measuring sensor for measuring the distance from the manually driven vehicle 100 to the step S is provided, the measurement result of the distance measuring sensor is used instead of calculating the distance from the manually driven vehicle 100 to the step S. May be acquired. One example of the distance measuring sensor is an ultrasonic sensor.
次いで、制御部21は、ステップS204において、人力駆動車100の段差Sへの進入角度を算出する。制御部21は、上述した2つの直線式のなす角度を算出することによって、段差Sへの進入角度を算出できる。本実施形態では、便宜的に、距離を算出した後に進入角度を算出する構成としたが、進入角度を算出した後に距離を算出してもよい。 Next, in step S204, the control unit 21 calculates an entry angle of the manually driven vehicle 100 to the step S. The control unit 21 can calculate the angle of approach to the step S by calculating the angle formed by the two linear expressions described above. In the present embodiment, for the sake of convenience, the approach angle is calculated after calculating the distance, but the distance may be calculated after calculating the approach angle.
次いで、制御部21は、ステップS205において、人力駆動車100から段差Sまでの距離が設定距離未満であり、かつ、段差Sへの進入角度が設定角度未満であるか否かを判断する。設定距離は、支援装置240の駆動を開始するのに適した距離が設定される。設定距離は例えば50cmである。設定角度は、設定角度未満の進入角度をもって人力駆動車100が段差Sに進入した場合、人力駆動車100による走行が困難となる可能性がある角度が設定される。設定角度は例えば10度である。 Next, in step S205, the control unit 21 determines whether or not the distance from the manually driven vehicle 100 to the step S is smaller than the set distance, and whether the angle of entry to the step S is smaller than the set angle. As the set distance, a distance suitable for starting the driving of the support device 240 is set. The set distance is, for example, 50 cm. When the manually driven vehicle 100 enters the step S with an approach angle smaller than the set angle, an angle is set at which the traveling by the manually driven vehicle 100 may become difficult. The set angle is, for example, 10 degrees.
制御部21は、ステップS205において段差Sまでの距離が設定距離以上、または、段差Sへの進入角度が設定角度以上であると判断した場合、ステップS206において、第1制御信号を生成して報知装置Nへ出力する。照明装置210は、第1照明様態にて段差Sを照明する。第1照明態様では、例えば、段差Sを通常よりも高い照度で照明する。また、表示装置230は、第1表示態様にて段差Sを表示する。第1表示態様では、例えば、段差Sの強調表示を行う。 If the control unit 21 determines in step S205 that the distance to the step S is equal to or greater than the set distance or that the angle of approach to the step S is equal to or greater than the set angle, the control unit 21 generates and notifies a first control signal in step S206. Output to device N. The lighting device 210 illuminates the step S in the first lighting mode. In the first lighting mode, for example, the step S is illuminated with illuminance higher than usual. The display device 230 displays the step S in the first display mode. In the first display mode, for example, the step S is highlighted.
一方、制御部21は、ステップS205において段差Sまでの距離が設定距離未満、かつ、段差Sへの進入角度が設定角度未満であると判断した場合ステップS207において、第2制御信号を生成して報知装置Nへ出力する。照明装置210は、第1照明様態と異なる第2照明様態にて段差Sを照明する。第2照明態様では、例えば、明滅状態で段差Sを照明する。また、表示装置230は、第1表示態様とは異なる第2表示態様にて段差S表示する。第2表示態様では、例えば、段差Sの強調表示を行うと共に、段差Sの位置を示すマーカ、および、段差Sが迫っていることを警告する文字情報を表示する。 On the other hand, if the control unit 21 determines that the distance to the step S is smaller than the set distance in step S205 and that the angle of approach to the step S is smaller than the set angle, the control unit 21 generates a second control signal in step S207. Output to the notification device N. The lighting device 210 illuminates the step S in a second lighting mode different from the first lighting mode. In the second illumination mode, for example, the step S is illuminated in a blinking state. In addition, the display device 230 displays the step S in a second display mode different from the first display mode. In the second display mode, for example, the step S is highlighted, and a marker indicating the position of the step S and character information warning that the step S is approaching are displayed.
制御部21は、ステップS208において、支援装置240への制御信号を出力することによって、支援装置240を制御する。このとき、制御部21は、段差Sが人力駆動車100の進行方向に対して右側に存在するか、左側に存在するかを判断してもよい。制御装置2は、段差Sが進行方向の右側に存在すると判断した場合、人力駆動車100の進行方向を右方向へ曲げるように制御する制御信号を支援装置240へ出力する。支援装置240は、制御装置2からの制御信号に従ってアクチュエータを駆動し、進行方向を右方向に曲げるように人力駆動車100の操舵を支援する。このような制御を行うことにより、段差Sに対する人力駆動車100の進入角度が深くなり、走行しやすくなる。段差Sが進行方向の左側に存在すると判断した場合も同様であり、制御装置2は、進行方向を左方向に曲げるように人力駆動車100の操舵を支援する。 The control unit 21 controls the support device 240 by outputting a control signal to the support device 240 in step S208. At this time, the control unit 21 may determine whether the step S exists on the right side or the left side with respect to the traveling direction of the manually driven vehicle 100. If the control device 2 determines that the step S exists on the right side of the traveling direction, the control device 2 outputs a control signal for controlling the traveling direction of the manually driven vehicle 100 to the right direction to the support device 240. The support device 240 drives the actuator in accordance with the control signal from the control device 2 and supports the steering of the manually driven vehicle 100 so that the traveling direction is turned rightward. By performing such control, the entry angle of the manually driven vehicle 100 with respect to the step S is increased, and the vehicle becomes easy to travel. The same applies when it is determined that the step S exists on the left side in the traveling direction, and the control device 2 assists the steering of the manually driven vehicle 100 so that the traveling direction is bent leftward.
以上のように、第2実施形態では、抽出装置1によって抽出対象の段差Sが抽出された場合、制御装置2は、段差Sの存在を搭乗者に報知する。また、制御装置2は、必要に応じて操舵を支援する制御を行う。以上の構成によって、操舵の快適性を向上できる。 As described above, in the second embodiment, when the extraction device 1 extracts the step S to be extracted, the control device 2 notifies the occupant of the existence of the step S. Further, the control device 2 performs control for assisting steering as needed. With the above configuration, steering comfort can be improved.
第2実施形態では、抽出装置1と制御装置2とをそれぞれ独立した装置として記載したが、抽出装置1と制御装置2とが一体となった装置であってもよい。また、照明装置210、表示装置230、および、音声出力装置220、および支援装置240を含む全てのコンポーネントCが制御装置2に接続されている必要はなく、選択した1つ以上のコンポーネントCが接続されていればよい。 In the second embodiment, the extraction device 1 and the control device 2 are described as independent devices, but may be a device in which the extraction device 1 and the control device 2 are integrated. Also, not all components C including the lighting device 210, the display device 230, the audio output device 220, and the support device 240 need be connected to the control device 2, and one or more selected components C are connected. It should just be done.
また、第2実施形態では、人力駆動車100の操舵装置Hを操作することによって操舵を支援する構成としたが、操舵装置Hを固定することによって支援する構成としてもよい。段差Sへの進入角度が比較的浅い場合、タイヤが段差Sに乗り上がる際に、人力駆動車100のハンドルバーが段差Sとは反対方向に回転する可能性がある。よって、制御部21は、人力駆動車100のハンドルバーを固定させる制御信号を支援装置240へ出力することによって、ハンドルバーの反対方向への回転を抑制する支援を実行してもよい。 In the second embodiment, the steering is assisted by operating the steering device H of the manually driven vehicle 100. However, the steering assist may be assisted by fixing the steering device H. If the angle of entry into the step S is relatively shallow, the handlebar of the manually driven vehicle 100 may rotate in the opposite direction to the step S when the tire rides on the step S. Therefore, the control unit 21 may execute a support to suppress the rotation of the handlebar in the opposite direction by outputting a control signal for fixing the handlebar of the manually driven vehicle 100 to the support device 240.
(第3実施形態)
第3実施形態では、抽出装置1による抽出結果を外部サーバへ送信する通信システムについて説明する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a communication system that transmits an extraction result by the extraction device 1 to an external server will be described.
図8は第3実施形態に係る通信システムを説明するブロック図である。第3実施形態に係る通信システムは、抽出装置1と、外部装置と通信する通信部34を含む通信装置3とを備える。通信装置3は、位置情報取得部35をさらに含む。抽出装置1の内部構成は、第1実施形態と同様であるため、その詳細な説明は省略する。第3実施形態では、抽出装置1と通信装置3とをそれぞれ独立した装置として記載するが、抽出装置1と制御装置2とが一体となった装置であってもよい。 FIG. 8 is a block diagram illustrating a communication system according to the third embodiment. The communication system according to the third embodiment includes an extraction device 1 and a communication device 3 including a communication unit 34 that communicates with an external device. The communication device 3 further includes a position information acquisition unit 35. Since the internal configuration of the extraction device 1 is the same as that of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted. In the third embodiment, the extraction device 1 and the communication device 3 are described as independent devices, but may be a device in which the extraction device 1 and the control device 2 are integrated.
通信装置3は、制御部31、記憶部32、入力部33、通信部34、および、位置情報取得部35を備える。制御部31は、例えば、CPU、ROM、RAMなどを備える。制御部31が備えるROMには、通信装置3が備えるハードウェア各部の動作を制御するための制御プログラム等が記憶される。制御部31内のCPUは、ROMに記憶された制御プログラム、および、記憶部32に記憶された各種プログラムを実行し、ハードウェア各部の動作を制御することによって、本願の通信装置を実現する。具体的には、制御部31は、入力部33を通じて入力される抽出装置1からの抽出結果を、外部装置へ送信する。本実施形態において、外部装置はインターネット網などの通信ネットワークNWに接続されたサーバ装置300である。図8では、簡略化のため、サーバ装置300と通信する通信装置3の台数を1台としているが、サーバ装置300と複数の人力駆動車100にそれぞれ接続された複数の通信装置3とが互いに通信できるように構成してもよい。 The communication device 3 includes a control unit 31, a storage unit 32, an input unit 33, a communication unit 34, and a position information acquisition unit 35. The control unit 31 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The ROM provided in the control unit 31 stores a control program and the like for controlling the operation of each unit of the hardware provided in the communication device 3. The CPU in the control unit 31 executes the control programs stored in the ROM and the various programs stored in the storage unit 32, and controls the operation of each unit of the hardware, thereby realizing the communication device of the present application. Specifically, the control unit 31 transmits an extraction result input from the extraction device 1 through the input unit 33 to an external device. In the present embodiment, the external device is a server device 300 connected to a communication network NW such as the Internet. In FIG. 8, for simplicity, the number of the communication devices 3 communicating with the server device 300 is one, but the server device 300 and the plurality of communication devices 3 respectively connected to the plurality of human-powered vehicles 100 are mutually connected. You may comprise so that communication is possible.
制御部31は上述の構成に限定されない。制御部31は、シングルコアCPU、マルチコアCPU、FPGA、揮発性または不揮発性のメモリ等を含む1又は複数の制御回路であればよい。また、制御部31は、日時情報を出力するクロック、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。 The control unit 31 is not limited to the above configuration. The control unit 31 may be any one or a plurality of control circuits including a single-core CPU, a multi-core CPU, an FPGA, a volatile or nonvolatile memory, and the like. In addition, the control unit 31 may include functions such as a clock for outputting date and time information, a timer for measuring an elapsed time from when a measurement start instruction is given to when a measurement end instruction is given, and a counter for counting the number.
記憶部32は、EEPROM、SRAMなどのメモリを備える。記憶部32には、制御部31によって実行されるコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムが用いるデータ等が記憶される。 The storage unit 32 includes memories such as an EEPROM and an SRAM. The storage unit 32 stores a computer program executed by the control unit 31, data used by the computer program, and the like.
入力部33は、信号線L3を介して抽出装置1を接続するインタフェースを備える。入力部33には、抽出装置1から出力される抽出結果が入力される。入力部33に入力される抽出結果は、抽出結果を示す画像データであってもよく、抽出結果を示す文字情報もしくは信号であってもよい。入力部33は、入力された抽出結果を制御部31へ出力する。本実施形態では、信号線L3を介して抽出装置1を接続する構成としたが、無線通信のインタフェースを介して、抽出装置1と通信装置3との間でデータを送受信できるように構成してもよい。無線通信では、上述した各種の通信規格に準拠した無線伝送方式が利用できる。 The input unit 33 includes an interface for connecting the extraction device 1 via the signal line L3. The input unit 33 receives an extraction result output from the extraction device 1. The extraction result input to the input unit 33 may be image data indicating the extraction result, or may be character information or a signal indicating the extraction result. The input unit 33 outputs the input extraction result to the control unit 31. In the present embodiment, the extraction device 1 is connected via the signal line L3. However, it is configured such that data can be transmitted and received between the extraction device 1 and the communication device 3 via a wireless communication interface. Is also good. In wireless communication, a wireless transmission system conforming to the various communication standards described above can be used.
通信部34は、通信ネットワークNWに接続する通信インタフェースを備える。通信部34は、サーバ装置300へ通知すべき情報を、通信ネットワークNWを介してサーバ装置300へ送信する。また、通信部34は、通信装置3を宛先としてサーバ装置300から送信される情報を、通信ネットワークNWを介して受信する。 The communication unit 34 includes a communication interface that connects to the communication network NW. The communication unit 34 transmits information to be notified to the server device 300 to the server device 300 via the communication network NW. Further, the communication unit 34 receives information transmitted from the server device 300 to the communication device 3 via the communication network NW.
位置情報取得部35は、GPS衛星から送信されるGPS信号を受信する受信アンテナ、および、受信したGPS信号に基づき人力駆動車100の現在位置を測位することで位置情報を取得する演算回路等を備える。 The position information obtaining unit 35 includes a receiving antenna that receives a GPS signal transmitted from a GPS satellite, an arithmetic circuit that obtains position information by measuring the current position of the manually driven vehicle 100 based on the received GPS signal, and the like. Prepare.
図9はサーバ装置300の内部構成を示すブロック図である。サーバ装置300は、制御部301、記憶部302および通信部303を備える。 FIG. 9 is a block diagram showing the internal configuration of the server device 300. The server device 300 includes a control unit 301, a storage unit 302, and a communication unit 303.
制御部301は、例えば、CPU、ROM、RAMなどを備える。制御部301が備えるROMには、サーバ装置300が備えるハードウェア各部の動作を制御するための制御プログラム等が記憶される。制御部301内のCPUは、ROMに記憶された制御プログラム、および、記憶部302に記憶された各種プログラムを実行し、ハードウェア各部の動作を制御する。 The control unit 301 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The ROM included in the control unit 301 stores a control program and the like for controlling the operation of each unit of the hardware included in the server device 300. The CPU in the control unit 301 executes a control program stored in the ROM and various programs stored in the storage unit 302 to control the operation of each unit of the hardware.
制御部301は上述の構成に限定されない。制御部301は、CPU、ROM及びRAMを備えた構成に限定されない。制御部301は、例えば、GPU、FPGA、DSP、量子プロセッサ、揮発性または不揮発性のメモリ等を含む1又は複数の制御回路または演算回路であってもよい。また、制御部301は、日時情報を出力するクロック、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。 The control unit 301 is not limited to the configuration described above. The control unit 301 is not limited to a configuration including a CPU, a ROM, and a RAM. The control unit 301 may be, for example, one or a plurality of control circuits or arithmetic circuits including a GPU, an FPGA, a DSP, a quantum processor, a volatile or nonvolatile memory, and the like. Further, the control unit 301 may include functions such as a clock for outputting date and time information, a timer for measuring an elapsed time from when a measurement start instruction is given to when a measurement end instruction is given, and a counter for counting the number.
記憶部302は、ハードディスクドライブなどの記憶装置を備える。記憶部302には、制御部301によって実行される各種コンピュータプログラムが記憶される。また、記憶部302には、人力駆動車100に搭載される通信装置3から送信されるデータを基に学習した学習モデル310が記憶されていてもよい。学習モデル310は、その定義情報によって記述される。学習モデル310の定義情報は、学習モデル310を構成するニューラルネットワーク等の構造情報、学習モデル310において用いられる各種パラメータ等を含む。学習モデル310において用いられる各種パラメータには、例えばニューラルネットワークを構成するノード間の重み及びバイアス等が含まれる。サーバ装置300は、抽出対象の段差Sを含む画像データと、この画像データが抽出対象の段差Sを含むことを示すラベルデータとを含む教師データを用いて、学習モデル310を学習する。サーバ装置300は、サーバ装置300の運営者等によって用意される多数の画像データおよびラベルデータを教師データとして、学習モデル310を学習してもよい。また、第4実施形態で説明するように、複数の人力駆動車100にそれぞれ搭載される通信装置3から送信される画像データおよびラベルデータを教師データとして学習モデル310を学習してもよい。更に、教師データには、抽出対象の段差Sを含まない画像データと、この画像データが抽出対象の段差Sを含まないことを示すラベルデータとが含まれていてもよい。 The storage unit 302 includes a storage device such as a hard disk drive. Various computer programs executed by the control unit 301 are stored in the storage unit 302. Further, the storage unit 302 may store a learning model 310 learned based on data transmitted from the communication device 3 mounted on the manually driven vehicle 100. The learning model 310 is described by the definition information. The definition information of the learning model 310 includes structural information such as a neural network constituting the learning model 310, various parameters used in the learning model 310, and the like. Various parameters used in the learning model 310 include, for example, weights and biases between nodes constituting the neural network. The server device 300 learns the learning model 310 using teacher data including image data including the step S to be extracted and label data indicating that the image data includes the step S to be extracted. The server device 300 may learn the learning model 310 by using a large number of image data and label data prepared by an operator or the like of the server device 300 as teacher data. Further, as described in the fourth embodiment, the learning model 310 may be learned using image data and label data transmitted from the communication devices 3 mounted on the plurality of manually driven vehicles 100 as teacher data. Further, the teacher data may include image data that does not include the step S to be extracted, and label data indicating that the image data does not include the step S to be extracted.
通信部303は、通信ネットワークNWに接続する通信インタフェースを備える。通信部303は、通信装置3へ通知すべき情報を、通信ネットワークNWを介して通信装置3へ送信する。また、通信部303は、サーバ装置300を宛先として通信装置3から送信される情報を、通信ネットワークNWを介して受信する。 The communication unit 303 includes a communication interface that connects to the communication network NW. The communication unit 303 transmits information to be notified to the communication device 3 to the communication device 3 via the communication network NW. The communication unit 303 receives information transmitted from the communication device 3 to the server device 300 via the communication network NW.
図10Aは第3実施形態における通信装置3の制御手順を示すフローチャートである。通信装置3の制御部31は、ステップS301において、抽出装置1による抽出結果を取得する。次いで、制御部31は、ステップS302において、ステップS301で取得した抽出結果に基づき、抽出装置1によって抽出された段差Sが存在するか否かを判断する。制御部31は、ステップS302において抽出装置1によって抽出された段差Sが存在しないと判断した場合、本フローチャートによる処理を終了する。 FIG. 10A is a flowchart illustrating a control procedure of the communication device 3 according to the third embodiment. The control unit 31 of the communication device 3 acquires an extraction result by the extraction device 1 in step S301. Next, in step S302, the control unit 31 determines whether or not the step S extracted by the extraction device 1 exists based on the extraction result obtained in step S301. When the control unit 31 determines that the step S extracted by the extraction device 1 does not exist in step S302, the processing according to this flowchart ends.
制御部31は、ステップS302において抽出装置1によって抽出された段差Sが存在すると判断した場合、ステップS303において、その段差Sの情報を通信部34よりサーバ装置300へ送信する。ステップS303において、通信部34は、位置情報取得部35が取得した位置情報、および、抽出装置1の抽出結果を外部装置へ送信する。 When determining that the step S extracted by the extraction device 1 exists in step S302, the control unit 31 transmits information on the step S to the server device 300 from the communication unit 34 in step S303. In step S303, the communication unit 34 transmits the position information acquired by the position information acquisition unit 35 and the extraction result of the extraction device 1 to the external device.
図10Bは第3実施形態におけるサーバ装置300の制御手順を示すフローチャートである。サーバ装置300は、ステップS401において、通信装置3から送信される段差Sの情報を受信する。サーバ装置300は、ステップS402において、ステップS401において受信した段差Sの情報を記憶部302に記憶させる。また、サーバ装置300は、段差Sの情報と共に、人力駆動車100の位置情報を受信した場合、受信した段差Sの情報を人力駆動車100の位置情報に関連付けて記憶部302に記憶させてもよい。 FIG. 10B is a flowchart illustrating a control procedure of the server device 300 according to the third embodiment. The server device 300 receives the information on the level difference S transmitted from the communication device 3 in step S401. In step S402, the server device 300 causes the storage unit 302 to store the information on the level difference S received in step S401. In addition, when the server device 300 receives the position information of the manually driven vehicle 100 together with the information of the step S, the server device 300 may store the received information of the step S in the storage unit 302 in association with the position information of the manually driven vehicle 100. Good.
サーバ装置300は、ステップS403において、記憶部302に記憶される段差Sに関する情報と、人力駆動車100の位置情報とに基づき、地図データを生成する。ステップS403において生成される地図データは、例えば、段差Sに関する情報を地図上に重畳した画像データである。 In step S403, the server device 300 generates map data based on the information on the step S stored in the storage unit 302 and the position information of the manually driven vehicle 100. The map data generated in step S403 is, for example, image data in which information on the step S is superimposed on the map.
また、サーバ装置300は、ステップS404において、通信ネットワークNWを介して、地図データのダウンロード要求を受信したか否かを判断する。サーバ装置300は、ステップS404においてダウンロード要求を受信していないと判断した場合、本フローチャートによる処理を終了する。 Further, in step S404, server device 300 determines whether or not a request to download map data has been received via communication network NW. If the server device 300 determines that the download request has not been received in step S404, the process according to the flowchart ends.
サーバ装置300は、ステップS404においてダウンロード要求を受信したと判断した場合、ステップS405において、ステップS403において作成した地図データを、ダウンロード要求の要求元へ送信する。ダウンロード要求の要求元は、ステップS303で段差Sの情報を送信した通信装置3に限定されず、他の人力駆動車100に搭載された通信装置3であってもよく、人力駆動車100の搭乗者が携帯する携帯端末であってもよい。すなわち、第3実施形態では、通信装置3は、外部装置から、他の人力駆動車100の位置情報、および、他の人力駆動車100における抽出結果を受信することが可能である。 When determining that the download request has been received in step S404, the server device 300 transmits the map data created in step S403 to the request source of the download request in step S405. The request source of the download request is not limited to the communication device 3 that has transmitted the information of the step S in step S303, but may be the communication device 3 mounted on another human-powered vehicle 100. It may be a portable terminal carried by a person. That is, in the third embodiment, the communication device 3 can receive, from an external device, the position information of another manually driven vehicle 100 and the extraction result of the other manually driven vehicle 100.
以上のように、第3実施形態では、抽出装置1によって抽出対象の段差Sが抽出された場合、通信装置3は、段差Sの情報をサーバ装置300へ送信するので、サーバ装置300において段差Sの情報を管理できる。また、段差Sの情報と位置情報とをサーバ装置300に記憶させておき、段差Sの情報を含む地図データを送信できるので、例えば、段差Sが存在する場所の付近を通過する人力駆動車100に対して注意喚起を促すことができる。 As described above, in the third embodiment, when the extraction device 1 extracts the step S to be extracted, the communication device 3 transmits the information of the step S to the server device 300. Information can be managed. In addition, since the information of the step S and the position information are stored in the server device 300 and the map data including the information of the step S can be transmitted, for example, the human-powered vehicle 100 passing near the place where the step S exists Can be alerted.
(第4実施形態)
第4実施形態では、人力駆動車100の周囲環境についての検出結果を、学習モデルへ入力し、検出結果に関する推定結果を学習モデルから取得する演算処理部42を備える情報処理装置4について説明する。より具体的には、情報処理装置4が、サーバ装置300から学習モデル310をダウンロードすることよって、学習モデル130を更新する形態について説明する。サーバ装置300の構成は、第3実施形態と同様であるから、その説明を省略することとする。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, a description will be given of an information processing apparatus 4 including an arithmetic processing unit 42 that inputs a detection result regarding the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 to a learning model and acquires an estimation result regarding the detection result from the learning model. More specifically, a mode in which the information processing device 4 updates the learning model 130 by downloading the learning model 310 from the server device 300 will be described. Since the configuration of the server device 300 is the same as that of the third embodiment, the description thereof will be omitted.
図11は、情報処理装置4の内部構成を示すブロック図である。情報処理装置4は、入力部41、演算処理部42、記憶部43、出力部44、および、受信部45を備える。入力部41、演算処理部42、および、記憶部43の構成は、それぞれ第1実施例における入力部11、演算処理部12、および、記憶部13の構成と同様であるため説明を省略する。本実施形態において、学習モデル130が推定する障害物は人力駆動車100の進行方向に沿って延びる段差Sである。 FIG. 11 is a block diagram illustrating an internal configuration of the information processing device 4. The information processing device 4 includes an input unit 41, an arithmetic processing unit 42, a storage unit 43, an output unit 44, and a receiving unit 45. The configurations of the input unit 41, the arithmetic processing unit 42, and the storage unit 43 are the same as the configurations of the input unit 11, the arithmetic processing unit 12, and the storage unit 13 in the first embodiment, respectively, and thus description thereof is omitted. In the present embodiment, the obstacle estimated by the learning model 130 is a step S extending along the traveling direction of the manually driven vehicle 100.
出力部44は、人力駆動車100の周囲環境についての検出結果が障害物を含むことを示す推定結果を演算処理部42が取得し、人力駆動車100と段差Sとの間の距離が設定距離未満であり、かつ、人力駆動車100の段差Sへの進入角度が設定角度未満である場合、警告情報を出力する。 In the output unit 44, the arithmetic processing unit 42 obtains an estimation result indicating that the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 includes an obstacle, and the distance between the manually driven vehicle 100 and the step S is the set distance. If the angle is smaller than the predetermined angle and the angle of entry of the manually driven vehicle 100 to the step S is smaller than the set angle, the warning information is output.
受信部45は、インターネット網などの通信ネットワークNWを介してサーバ装置300と接続される。受信部45は、人力駆動車100の周囲環境についての検出結果に基づく追加学習によって更新された更新済学習モデル310を受信する。演算処理部42は、更新済学習モデルへ更新する旨の選択を受け付けた場合に、学習モデル130を更新済学習モデルに更新する。 The receiving unit 45 is connected to the server device 300 via a communication network NW such as the Internet. The receiving unit 45 receives the updated learning model 310 updated by additional learning based on the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100. When receiving the selection to update to the updated learning model, the arithmetic processing unit 42 updates the learning model 130 to the updated learning model.
図12Aは更新手順を説明するフローチャートである。情報処理装置4の演算処理部42は、ステップS501において、撮像装置Pによって撮像された画像データを、入力部41を通じて取得する。次いで、演算処理部42は、ステップS502において、段差Sを検出したか否かを判断する。例えば、演算処理部42は、人力駆動車100に設けられる測距センサの出力を取得することによって、段差Sを検出してもよい。また、演算処理部42は、人力駆動車100に設けられる振動センサの出力を取得することによって、段差Sを検出してもよい。 FIG. 12A is a flowchart illustrating the update procedure. In step S501, the arithmetic processing unit 42 of the information processing device 4 acquires, via the input unit 41, image data captured by the imaging device P. Next, the arithmetic processing unit 42 determines whether or not the step S has been detected in step S502. For example, the arithmetic processing unit 42 may detect the level difference S by acquiring an output of a distance measurement sensor provided in the manually driven vehicle 100. Further, the arithmetic processing unit 42 may detect the level difference S by obtaining an output of a vibration sensor provided in the manually driven vehicle 100.
演算処理部42は、ステップS502において段差Sを検出したと判断した場合、ステップS503において、ステップS501において取得した画像データに対し、段差Sである旨のラベルデータを付与する。演算処理部42は、ステップS501で取得した画像データを記憶部43に記憶させておき、段差Sが検出された時点よりも設定時間だけ前に取得した画像データに段差Sである旨のラベルデータを付与する構成であってもよい。 When the arithmetic processing unit 42 determines that the step S is detected in step S502, in step S503, the processing unit 42 attaches label data indicating that the step S is present to the image data acquired in step S501. The arithmetic processing unit 42 stores the image data obtained in step S501 in the storage unit 43, and adds the label data indicating that the image data is the step S to the image data obtained a set time before the time when the step S is detected. May be provided.
演算処理部42は、ステップS502において段差Sを検出していないと判断した場合、ステップS504において、ステップS501において取得した画像データに対し、段差Sでない旨のラベルデータを付与する。 If the arithmetic processing unit 42 determines in step S502 that the step S has not been detected, in step S504, the image data acquired in step S501 is provided with label data indicating that the image data is not the step S.
次いで、演算処理部42は、ステップS505において、ラベルデータを付与した画像データを、通信部34を通じてサーバ装置300へ送信する。 Next, in step S505, the arithmetic processing unit 42 transmits the image data to which the label data has been added to the server device 300 via the communication unit 34.
次いで、演算処理部42は、ステップS506において、サーバ装置300から送信される更新済学習モデル310を受信部45によって受信する。次いで、演算処理部42は、ステップS507において、学習モデル130の更新要否を判断する。例えば、入力部41が更新要否の選択を受付ける選択ボタンを含み、選択ボタンの操作に応じて更新要否を判断してもよい。また、演算処理部42は、受信部45を通じて搭乗者が所持する携帯端末に更新の要否を問い合わせ、携帯端末からの応答に基づき更新の要否を判断してもよい。 Next, in Step S506, the arithmetic processing unit 42 receives the updated learning model 310 transmitted from the server device 300 by the receiving unit 45. Next, in step S507, the arithmetic processing unit 42 determines whether the learning model 130 needs to be updated. For example, the input unit 41 may include a selection button for accepting the selection of the update necessity, and determine whether the update is necessary according to the operation of the selection button. In addition, the arithmetic processing unit 42 may inquire of the portable terminal carried by the passenger via the receiving unit 45 about the necessity of the update, and may determine whether the update is necessary based on the response from the portable terminal.
演算処理部42は、ステップS507において更新が必要であると判断した場合、ステップS508において、記憶部43に記憶されている学習モデル130を、ステップS506において受信した更新済学習モデル310に更新させる。 When the arithmetic processing unit 42 determines that the update is necessary in step S507, in step S508, the arithmetic processing unit 42 updates the learning model 130 stored in the storage unit 43 with the updated learning model 310 received in step S506.
演算処理部42は、ステップS507において更新が不要であると判断した場合学習モデル130を更新せずに、本フローチャートによる処理を終了する。 If the arithmetic processing unit 42 determines in step S507 that updating is unnecessary, the processing according to this flowchart ends without updating the learning model 130.
図12Bは更新手順を説明するフローチャートである。サーバ装置300の制御部301は、ステップS601において、通信部303を通じて、情報処理装置4から送信されるラベルデータが付与された画像データを受信する。 FIG. 12B is a flowchart illustrating the update procedure. In step S601, the control unit 301 of the server device 300 receives, via the communication unit 303, the image data to which the label data is transmitted from the information processing device 4.
次いで、制御部301は、ステップS602において、ラベルデータが付与された画像データを受信した場合、画像データと、その画像データが段差Sを含むか否かを示すラベルデータとを教師データとして、学習モデル310の追加学習を実行する。この追加学習によって、学習モデル310の構造情報、学習モデル310において用いられる各種パラメータが更新され、学習モデル310が更新される。ステップS602の追加学習は、画像データを受信する都度実行する必要はなく、例えば、予め設定した数の画像データを受信した場合、もしくは、定期的なタイミング等の適宜のタイミングにおいて実行すればよい。また、制御部301は、段差Sである旨のラベルデータが付与された画像データのみを教師データとして、学習モデル310を追加学習してもよい。 Next, in step S602, when receiving the image data to which the label data is added, the control unit 301 performs learning by using the image data and the label data indicating whether the image data includes the step S as teacher data. The additional learning of the model 310 is performed. By this additional learning, the structure information of the learning model 310 and various parameters used in the learning model 310 are updated, and the learning model 310 is updated. The additional learning in step S602 does not need to be performed each time image data is received, and may be performed, for example, when a predetermined number of image data is received, or at an appropriate timing such as a periodic timing. Further, the control unit 301 may additionally learn the learning model 310 using only image data to which label data indicating that the step S is given as teacher data.
次いで、制御部301は、ステップS603において、追加学習後の学習モデル310を記憶部302から読み出し、更新済学習モデルとして通信装置3へ送信する。 Next, in step S603, the control unit 301 reads the learning model 310 after the additional learning from the storage unit 302, and transmits the learning model 310 to the communication device 3 as an updated learning model.
以上のように、第4実施形態では、複数の人力駆動車100にそれぞれ搭載されている情報処理装置4から送信されてくる画像データを基に、サーバ装置300が学習モデル310を追加学習する。また、人力駆動車100に搭載された情報処理装置4は、必要に応じて、サーバ装置300から送信される更新済学習モデルに更新でき、更新後の学習モデルに基づき、走行環境に関する情報を精度良く抽出できる。 As described above, in the fourth embodiment, the server device 300 additionally learns the learning model 310 based on the image data transmitted from the information processing device 4 mounted on each of the plurality of manually driven vehicles 100. Further, the information processing device 4 mounted on the manually driven vehicle 100 can update the updated learning model transmitted from the server device 300 as necessary, and based on the updated learning model, can accurately determine the information on the traveling environment. Can be extracted well.
第4実施形態では、情報処理装置4において画像データが段差Sを含むか否かのラベル付けを実行する構成としたが、測距センサ、振動センサ等の出力を含む人力駆動車100の走行中に検出される走行情報を、画像データと共にサーバ装置300へ送信する構成としてもよい。すなわち、教師データは、人力駆動車100の走行中に検出される走行情報を含む。この場合、サーバ装置300は、通信装置3から送信されてくる走行情報を含む教師データに基づき、学習モデル310の追加学習を実行してもよい。 In the fourth embodiment, the information processing apparatus 4 is configured to label whether or not the image data includes the step S. However, during the traveling of the manually driven vehicle 100 including the outputs of the distance measurement sensor, the vibration sensor, and the like May be transmitted to the server 300 together with the image data. That is, the teacher data includes travel information detected during travel of the manually driven vehicle 100. In this case, the server device 300 may execute additional learning of the learning model 310 based on the teacher data including the traveling information transmitted from the communication device 3.
第1実施形態〜第4実施形態では、人力駆動車100の進行方向に沿って延びる段差Sを抽出対象としたが、抽出対象はこれに限定されず、例えば、側溝、マンホール、路面の凹凸、滑りやすい路面、人力駆動車100の周囲に存在する物体(車両、人物、動物など)を抽出対象としてもよい。これらの抽出対象を含む画像データと、抽出対象を含むことを示すラベルデータとを含む教師データとして学習した学習モデル130を用いることにより、新たに入力された画像データから抽出対象が抽出される。 In the first to fourth embodiments, the step S extending along the traveling direction of the manually driven vehicle 100 is an extraction target, but the extraction target is not limited to this, and for example, a gutter, a manhole, unevenness of a road surface, An object (vehicle, person, animal, or the like) existing on a slippery road surface or around the manually driven vehicle 100 may be extracted. By using the learning model 130 learned as teacher data including the image data including the extraction target and the label data indicating that the extraction target is included, the extraction target is extracted from the newly input image data.
また、撮像装置Pによる撮像方向は、人力駆動車100の前方に限定されない。人力駆動車100の後方、左方または右方に存在する他車両などの障害物の情報を抽出するために、撮像装置Pを用いて、人力駆動車100の後方、左方または右方を撮像した画像データを取得する構成としてもよい。 The imaging direction of the imaging device P is not limited to the front of the manually driven vehicle 100. In order to extract information on an obstacle such as another vehicle existing behind, to the left or to the right of the manually driven vehicle 100, an image of the rear, left or right side of the manually driven vehicle 100 is taken using the imaging device P. It may be configured to acquire the image data obtained.
第1実施形態〜第4実施形態では、人力駆動車100の周囲環境についての検出結果として、撮像装置Pによって画像データを用いた構成について説明したが、人力駆動車100の周囲環境についての検出結果は画像データに限定されない。例えば、人力駆動車100の周囲環境の検出結果として、例えば超音波センサなどの測距センサを用いて計測される人力駆動車100から障害物までの距離データを、単独もしくは画像データと併用して用いてもよい。 In the first to fourth embodiments, the configuration using the image data by the imaging device P as the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 has been described. However, the detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100 has been described. Is not limited to image data. For example, as a detection result of the surrounding environment of the manually driven vehicle 100, distance data from the manually driven vehicle 100 to an obstacle measured using a distance measuring sensor such as an ultrasonic sensor is used alone or in combination with image data. May be used.
今回開示された実施形態は、全ての点において例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 抽出装置
11 入力部
12 演算処理部
13 記憶部
14 出力部
130 学習モデル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Extraction device 11 Input part 12 Operation processing part 13 Storage part 14 Output part 130 Learning model
Claims (23)
前記抽出装置の抽出結果に基づいて、前記人力駆動車のコンポーネントを制御する制御装置と、を備える制御システム。 An extraction device according to any one of claims 1 to 5,
A control device for controlling components of the manually driven vehicle based on an extraction result of the extraction device.
外部装置と通信する通信部を含む通信装置と、を備え、
前記通信部は、前記抽出装置の抽出結果を前記外部装置へ送信する、通信システム。 An extraction device according to any one of claims 1 to 5,
A communication device including a communication unit that communicates with an external device,
The communication system, wherein the communication unit transmits an extraction result of the extraction device to the external device.
前記通信部は、前記位置情報取得部が取得した位置情報、および、前記抽出装置の抽出結果を外部装置へ送信する、請求項10に記載の通信システム。 The communication device further includes a position information acquisition unit that acquires position information,
The communication system according to claim 10, wherein the communication unit transmits the position information acquired by the position information acquisition unit and an extraction result of the extraction device to an external device.
前記検出結果が障害物を含むか否かを示す推定結果を出力する出力層と、
障害物を含む検出結果および前記検出結果が障害物を含むことを示すラベルデータを含む教師データに基づく中間層と、を備え、
前記入力層に入力された前記周囲環境についての検出結果に基づき、前記中間層で演算し、前記検出結果に関する推定結果を前記出力層から出力する処理に用いられる学習モデル。 An input layer into which detection results about the surrounding environment of the manually driven vehicle are input,
An output layer that outputs an estimation result indicating whether the detection result includes an obstacle,
An intermediate layer based on teacher data including a detection result including an obstacle and label data indicating that the detection result includes an obstacle,
A learning model used in a process of calculating in the intermediate layer based on a detection result of the surrounding environment input to the input layer and outputting an estimation result regarding the detection result from the output layer.
前記更新済学習モデルへ更新する旨の選択を受け付けた場合に、前記学習モデルを前記更新済学習モデルに更新する、請求項19に記載の情報処理装置。 A receiving unit that receives an updated learning model updated by additional learning based on the detection result about the surrounding environment of the manually driven vehicle,
20. The information processing apparatus according to claim 19, wherein, when a selection to update to the updated learning model is received, the learning model is updated to the updated learning model.
前記検出結果が前記障害物を含むことを示す推定結果を前記演算処理部が取得し、前記人力駆動車と前記段差との間の距離が設定距離未満であり、かつ、前記人力駆動車の前記段差への進入角度が設定角度未満である場合、警告情報を出力する出力部を備える、請求項19または請求項20に記載の情報処理装置。 The obstacle estimated by the learning model is a step extending along the traveling direction of the manually driven vehicle,
The arithmetic processing unit acquires an estimation result indicating that the detection result includes the obstacle, a distance between the manually driven vehicle and the step is less than a set distance, and 21. The information processing apparatus according to claim 19, further comprising: an output unit that outputs warning information when an angle of entry into the step is smaller than a set angle.
人力駆動車の周囲環境についての検出結果から、前記人力駆動車の走行環境に関する情報を、学習アルゴリズムによって抽出する
処理を実行させるためのコンピュータプログラム。 On the computer,
A computer program for executing a process of extracting information on a traveling environment of the manually driven vehicle from a detection result of a surrounding environment of the manually driven vehicle by a learning algorithm.
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