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JP4829081B2 - Things determining apparatus, things determining method, program, and recording medium - Google Patents
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  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Description

本発明は、目的用途を固定しない汎用のセンサノードを用いて、センサノードから取得した加速度、照度、温度等のデータを用いてセンサノードが装着された物体及びその物体の状態を推定する事物決定装置、事物決定方法、プログラムおよび記録媒体に関するものである。   The present invention uses a general-purpose sensor node that does not fix the intended use, and uses the data such as acceleration, illuminance, and temperature acquired from the sensor node to determine the object on which the sensor node is mounted and the state of the object. The present invention relates to an apparatus, a thing determination method, a program, and a recording medium.

センシングデバイスを用いた状態推定に関する研究で現在最も盛んな分野は、ADL(Activity in Daily Living)の推定である。ユーザに加速度センサを携帯させて計測した波形から、「歩く」、「テレビを見る」、「歯を磨く」などの20種類のユーザの行動を認識する研究がある(例えば非特許文献1参照)。また、画像処理のアプローチから、カメラで撮影した人物の映像を用いて人物の動作を認識する研究も行われている(例えば非特許文献2参照)。   The most prominent field of research on state estimation using a sensing device is ADL (Activity in Daily Living) estimation. There is a study that recognizes 20 types of user actions such as “walking”, “watching TV”, and “brushing teeth” from a waveform measured with a user carrying an acceleration sensor (see Non-Patent Document 1, for example). . In addition, research on recognizing a person's movement using an image of a person photographed by a camera from an image processing approach has also been performed (for example, see Non-Patent Document 2).

しかし、これらの研究はトレーニングデータを用いた学習による推定を行うため、様々な環境下での適用を実現するためには膨大なトレーニングデータが必要となる。さらに、これらの研究が想定する環境下では、例えば様々な大きさのドアにセンサノードが設置されていても、それら全てをドアと認識する必要がある。つまり、物体自体や物体環境に多数のバリエーションが考えられるため、トレーニングデータを用いた推定は困難である。   However, since these studies estimate by learning using training data, a large amount of training data is required to realize application under various environments. Furthermore, under the environment assumed by these studies, for example, even if sensor nodes are installed on doors of various sizes, it is necessary to recognize all of them as doors. That is, since there are many variations in the object itself and the object environment, estimation using training data is difficult.

一方、状態遷移図に注目してユビキタスコンピューティング環境における出来事を表現する研究が数多く存在する(例えば非特許文献3参照)。このような研究では、状態遷移図を用いて家庭内の状態をモデル化している。例えば、浴室の利用状況を表す状態遷移図は、「入浴中」と「入浴中でない」の二つの状態間を、浴室のドアの開閉やユーザの浴室への進入・退出といったイベントにより遷移するようモデル化されている。状態遷移図を用いることで、「ドアの開閉」などといった実際のセンサから得られるような信号に比べて抽象化した記述ができるため、様々な環境に適用可能なモデルを作成することが可能であると考えられる。   On the other hand, there are many studies that express events in the ubiquitous computing environment by paying attention to state transition diagrams (see, for example, Non-Patent Document 3). In such a study, the state in the home is modeled using a state transition diagram. For example, in the state transition diagram showing the bathroom usage status, the state transitions between the two states of “taking a bath” and “not taking a bath” by an event such as opening / closing of a bathroom door or entry / exit of a user's bathroom. Modeled. By using state transition diagrams, it is possible to create abstract models compared to signals obtained from actual sensors such as “door opening / closing”, so it is possible to create models applicable to various environments. It is believed that there is.

L.Bao and S.S.Intille,“Activity Recognition from User-Annotated Acceleration Data”,Proc.PERVASIVE 2004,p.1-17,2004L.Bao and S.S.Intille, “Activity Recognition from User-Annotated Acceleration Data”, Proc.PERVASIVE 2004, p.1-17, 2004 J.Yamato,J.Ohya,and K.Ishii,“Recognizing Human Action in Time-Sequential Images using Hidden Markov Mode1”,Proc.IEEE Conf.Computer Vision and Pattern Recognition,p.379-385,1992J. Yamato, J. Ohya, and K. Ishii, “Recognizing Human Action in Time-Sequential Images using Hidden Markov Mode 1”, Proc. IEEE Conf. Computer Vision and Pattern Recognition, p.379-385, 1992 藤波香織,山邉哲生,小林勲美,長谷部晴美,中島達夫,“現実世界のモデル化と家庭におけるコンテクストアウェアネスヘの応用”,マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2004)シンポジウム,P.527-530Kaori Fujinami, Tetsuo Yamazaki, Isumi Kobayashi, Harumi Hasebe, Tatsuo Nakajima, “Real World Modeling and Application to Context Storewareness at Home”, Multimedia, Distributed, Collaboration and Mobile (DICOMO2004) Symposium, P.527-530

しかしながら、物体に装着する従来のセンサノードはそれぞれの物体に特化して作製されており、専門的な知識のない人にとってはセンサノードの取り付けが難しいという問題点があった。例えば、人が座ったかどうかを判定するために、椅子に圧力センサを取り付けることが考えられるが、専門的な知識のない人が圧力センサを理解して、さらに適切な位置に圧力センサを取り付けることは困難である。   However, the conventional sensor nodes to be attached to the objects are produced specifically for each object, and there is a problem that it is difficult for a person without specialized knowledge to attach the sensor node. For example, it may be possible to install a pressure sensor on a chair to determine whether a person is sitting, but a person without expert knowledge understands the pressure sensor and installs the pressure sensor in an appropriate position. It is difficult.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、目的用途を固定しない汎用のセンサノードを用いて、センサノードが装着された物体及びその物体の状態を推定することができる事物決定装置、事物決定方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and uses a general-purpose sensor node that does not fix a target application, and can determine an object on which a sensor node is mounted and a state of the object. An object of the present invention is to provide a thing determination method, a program, and a recording medium.

本発明は、複数のセンサからなるセンサノードが装着された物体とこの物体の状態を推定する事物決定装置であって、前記センサノードから受信したセンサデータから変化が起こっている区間を抽出するデータ変化抽出手段と、このデータ変化抽出手段が抽出した変化から、物体の事象であるイベントを特定するイベント特定手段と、このイベント特定手段が求めた複数のイベントの中から略同時に起こっているイベント同士をグループ化してイベント集合を求め、このイベント集合を時系列順に並べることでイベント集合系列を求めるイベント集合特定手段と、物体の状態と物体に起こり得る状態間遷移の関係を物体毎に記述した複数の状態遷移図を予め記憶する記憶手段と、前記状態遷移図毎に前記イベント集合系列が得られる尤もらしさを求めることにより、前記センサノードが装着された物体とこの物体の状態を同定する物体同定手段とを有するものである。
また、本発明の事物決定装置の1構成例において、前記状態遷移図は、状態間遷移が起こる際に前記センサノードの各センサによって取得されると予想されるイベントの情報が、各状態間遷移に付随して記述されるものであり、前記物体同定手段は、前記状態間遷移に付随して記述されるイベントの情報に基づいて、前記イベント集合系列の各イベント集合について前記状態遷移図の全ての状態間遷移との類似度を計算する類似度計算手段と、前記イベント集合系列のそれぞれのイベント集合毎に対応し得る状態間遷移を選択する状態間遷移選択手段と、前記類似度計算手段の計算結果と前記状態間遷移選択手段の選択結果とから、前記イベント集合系列に対するスコアを状態遷移図毎に計算するスコア計算手段と、前記計算したスコアが最も高い状態遷移図に対応する物体を、前記センサノードが装着された物体として同定し、この状態遷移図について前記状態間遷移選択手段で選択された状態間遷移の系列を前記同定した物体の状態の系列とする判定手段とを含むものである。
The present invention is an object determination device for estimating an object to which a sensor node composed of a plurality of sensors is attached and a state of the object, and data for extracting a section where a change occurs from sensor data received from the sensor node A change extracting means, an event specifying means for identifying an event that is an event of an object from changes extracted by the data change extracting means, and events occurring at substantially the same time among a plurality of events obtained by the event specifying means An event set is obtained by grouping the event sets, and the event set specifying means for obtaining the event set sequence by arranging the event sets in time series, and a plurality of descriptions describing the relationship between the state of the object and the state transition that can occur in the object for each object Storage means for storing a state transition diagram in advance, and a likelihood of obtaining the event set sequence for each state transition diagram By obtaining the said sensor node is one having an object identification means for identifying the state of the object and the loaded object.
Further, in one configuration example of the thing determining apparatus according to the present invention, the state transition diagram includes information on an event that is expected to be acquired by each sensor of the sensor node when the transition between states occurs. The object identification means is configured to include all of the state transition diagrams for each event set of the event set sequence based on event information described accompanying the transition between states. A similarity calculation means for calculating a similarity with a transition between states, a transition transition selection means for selecting a transition between states that can correspond to each event set of the event set sequence, and a similarity calculation means Score calculation means for calculating a score for the event set sequence for each state transition diagram from the calculation result and the selection result of the transition transition selection means, and the calculated score is the highest. An object corresponding to a high state transition diagram is identified as an object to which the sensor node is attached, and a series of transitions between states selected by the inter-state transition selection means with respect to this state transition diagram is represented in the state of the identified object. And determining means for making a series.

また、本発明は、CPUと記憶装置とを備えたコンピュータにおいて、複数のセンサからなるセンサノードが装着された物体とこの物体の状態を推定する事物決定方法であって、前記センサノードから受信したセンサデータから変化が起こっている区間を抽出するデータ変化抽出手順と、このデータ変化抽出手順で抽出された変化から、物体の事象であるイベントを特定するイベント特定手順と、このイベント特定手順で求めた複数のイベントの中から略同時に起こっているイベント同士をグループ化してイベント集合を求め、このイベント集合を時系列順に並べることでイベント集合系列を求めるイベント集合特定手順と、物体の状態と物体に起こり得る状態間遷移の関係を物体毎に予め記述した複数の状態遷移図の各々について、前記イベント集合系列が得られる尤もらしさを求めることにより、前記センサノードが装着された物体とこの物体の状態を同定する物体同定手順とを、前記記憶装置に記憶されたプログラムに従って前記CPUに実行させるようにしたものである。
また、本発明の事物決定方法の1構成例において、前記状態遷移図は、状態間遷移が起こる際に前記センサノードの各センサによって取得されると予想されるイベントの情報が、各状態間遷移に付随して記述されるものであり、前記物体同定手順は、前記状態間遷移に付随して記述されるイベントの情報に基づいて、前記イベント集合系列の各イベント集合について前記状態遷移図の全ての状態間遷移との類似度を計算する類似度計算手順と、前記イベント集合系列のそれぞれのイベント集合毎に対応し得る状態間遷移を選択する状態間遷移選択手順と、前記類似度計算手順の計算結果と前記状態間遷移選択手順の選択結果とから、前記イベント集合系列に対するスコアを状態遷移図毎に計算するスコア計算手順と、前記計算したスコアが最も高い状態遷移図に対応する物体を、前記センサノードが装着された物体として同定し、この状態遷移図について前記状態間遷移選択手順で選択された状態間遷移の系列を前記同定した物体の状態の系列とする判定手順とを含むものである。
The present invention also relates to an object determination method for estimating an object to which a sensor node composed of a plurality of sensors is attached and a state of the object in a computer including a CPU and a storage device. A data change extraction procedure for extracting a section where a change has occurred from sensor data, an event identification procedure for identifying an event that is an object event from the changes extracted by the data change extraction procedure, and an event identification procedure The event set is obtained by grouping together events that occur at almost the same time from a plurality of events, obtaining the event set, and arranging the event set in time series order to obtain the event set sequence, the object state and the object For each of a plurality of state transition diagrams in which the relationship between possible state transitions is described in advance for each object, The CPU is caused to execute an object identification procedure for identifying the object to which the sensor node is attached and the state of the object according to a program stored in the storage device by obtaining the likelihood that the event set sequence is obtained. It is a thing.
Further, in one configuration example of the thing determination method of the present invention, the state transition diagram includes information on events that are expected to be acquired by the sensors of the sensor node when the transition between states occurs. The object identification procedure includes all of the state transition diagrams for each event set of the event set sequence based on event information described in association with the transition between states. A similarity calculation procedure for calculating a similarity with a transition between states, a transition selection procedure between states for selecting a transition between states that can correspond to each event set of the event set sequence, and a similarity calculation procedure A score calculation procedure for calculating a score for the event set sequence for each state transition diagram from the calculation result and the selection result of the inter-state transition selection procedure, and the calculated score is the highest. An object corresponding to a high state transition diagram is identified as an object to which the sensor node is attached, and a sequence of transitions between states selected in the transition transition procedure between states for this state transition diagram is represented in the state of the identified object. And a determination procedure to be a series.

また、本発明の事物決定プログラムは、前記センサノードから受信したセンサデータから変化が起こっている区間を抽出するデータ変化抽出手順と、このデータ変化抽出手順で抽出された変化から、物体の事象であるイベントを特定するイベント特定手順と、このイベント特定手順で求めた複数のイベントの中から略同時に起こっているイベント同士をグループ化してイベント集合を求め、このイベント集合を時系列順に並べることでイベント集合系列を求めるイベント集合特定手順と、物体の状態と物体に起こり得る状態間遷移の関係を物体毎に予め記述した複数の状態遷移図の各々について、前記イベント集合系列が得られる尤もらしさを求めることにより、前記センサノードが装着された物体とこの物体の状態を同定する物体同定手順とを、コンピュータに実行させるようにしたものである。
また、本発明の記録媒体は、事物決定プログラムを記録したことを特徴とするものである。
Further, the thing determination program of the present invention is a data change extraction procedure for extracting a section in which a change occurs from the sensor data received from the sensor node, and an object event from a change extracted by the data change extraction procedure. Event identification procedure that identifies a certain event and events that occur at almost the same time from the multiple events determined in this event identification procedure are grouped together to obtain an event set, and this event set is arranged in chronological order. Determine the likelihood that the event set sequence can be obtained for each of a plurality of state transition diagrams in which the relationship between the event state and the state transition that can occur in the object is described in advance for each object. Object identification procedure for identifying the object on which the sensor node is mounted and the state of the object The, in which so as to be executed by a computer.
In addition, the recording medium of the present invention is characterized in that an event determination program is recorded.

本発明によれば、ユーザがセンサノードについての知識を持っている必要がなく、目的用途を固定しない汎用のセンサノードを家具などの物体に装着するだけで、センサノードが装着された物体とその物体の状態を推定することができる。その結果、本発明では、専門的な知識のないユーザでもセンサノードを物体に装着するだけで、簡単にユビキタス環境の基盤を構築することができる。   According to the present invention, the user does not need to have knowledge about the sensor node, and only by attaching a general-purpose sensor node that does not fix the intended use to an object such as furniture, the object on which the sensor node is attached and its The state of the object can be estimated. As a result, according to the present invention, even a user who has no specialized knowledge can easily construct a base for a ubiquitous environment simply by attaching a sensor node to an object.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、センサノードが装着されている物体やその物体がどのような状態にあるのかを推定するシステムに関するものである。特に、加速度、照度、温度の信号のトレーニングデータが存在しない場合に関係する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment relates to a system that estimates an object to which a sensor node is attached and what state the object is in. This is particularly relevant when there is no training data for acceleration, illuminance, and temperature signals.

ここで、物体の推定とは、その物体が何なのかを決定することであり、対象とする物体としては、椅子や机、ドア、コップといった日常生活に存在する家具や道具などである。また、物体には部位によって動作が異なるものも存在するが、そのような場合はセンサノードが装着されている部位ごとに推定を行うものとする。例えば、ドアのノブとドア板は、開かれる際に得られる加速度の信号が大きく異なる。物体の状態は、その物体が何であるかに依存するが、その物体に固有の一般的な状態であり、例えば椅子には「人が座っている状態」と「人が座っていない状態」がある。また、ドアには「開状態」と「閉状態」がある。   Here, the estimation of an object is to determine what the object is, and examples of the object include furniture and tools that exist in daily life such as chairs, desks, doors, and cups. Some objects have different operations depending on the part. In such a case, estimation is performed for each part where the sensor node is mounted. For example, a door knob and a door plate are greatly different in acceleration signals obtained when opened. The state of an object depends on what the object is, but it is a general state unique to the object. For example, a chair has a state where a person is sitting and a state where a person is not sitting is there. The door has an “open state” and a “closed state”.

本実施の形態が想定している環境では、室内の様々な物体に汎用的なセンサノードが装着される。センサノードには、それが装着される物体に関する情報を与えなくてよい。この環境内でユーザが活動し、センサノードは、センシングして得られたデータをある程度の期間収集する。そして、あらかじめ用意した様々な物体のメタデータとセンシングデータを比較して、センシングデータが観測され得る尤もらしいメタデータを決定することで、物体の推定を実現する。   In the environment assumed by the present embodiment, general-purpose sensor nodes are attached to various objects in the room. The sensor node need not be given information about the object on which it is mounted. A user operates in this environment, and the sensor node collects data obtained by sensing for a certain period of time. Then, the estimation of the object is realized by comparing the metadata of various objects prepared in advance with the sensing data and determining the likely metadata from which the sensing data can be observed.

本実施の形態では、物体のメタデータを状態遷移図を用いて表現する。物体の状態遷移図とは、物体の状態と物体に起こり得る状態間の遷移の関係をグラフとして記述したものである。さらに、本実施の形態では、物体を決定することで、そのセンサノードが装着されている物体がどういう状態にあるかも同時に推定することができる。   In the present embodiment, the metadata of an object is expressed using a state transition diagram. The object state transition diagram is a graph describing the relationship between the state of the object and the state that can occur in the object. Furthermore, in this embodiment, by determining the object, it is possible to simultaneously estimate the state of the object to which the sensor node is attached.

まず、本実施の形態の一般的な想定環境について説明する。本実施の形態では、環境内の様々な物体にセンサノードを装着する。センサノードは、収集したデータを自身のメモリ内に蓄積するか、または有線や無線通信を介して外部のストレージに蓄積する。センサノードには様々なセンサが搭載されている。このようなセンサの例としては、例えば温度センサ、照度センサ、焦電センサ、加速度センサ、地磁気センサなどがある。このように、センサノードは、様々なセンサを搭載しており、物体に係る様々な物理量の変化を検知することができるため、汎用的なセンサノードとして機能する。つまり、センサノードは装着される物体を選ばないため、専門的な知識のないユーザが物体にセンサノードを貼り付けるだけで物体の推定を実現できる。   First, a general assumed environment of the present embodiment will be described. In the present embodiment, sensor nodes are attached to various objects in the environment. The sensor node accumulates the collected data in its own memory, or accumulates it in an external storage via wired or wireless communication. Various sensors are mounted on the sensor node. Examples of such sensors include a temperature sensor, an illuminance sensor, a pyroelectric sensor, an acceleration sensor, and a geomagnetic sensor. In this way, the sensor node is equipped with various sensors and can detect changes in various physical quantities related to the object, and thus functions as a general-purpose sensor node. That is, since the sensor node does not select the object to be mounted, the object estimation can be realized only by pasting the sensor node on the object by a user who has no specialized knowledge.

本実施の形態では、環境内の床に床圧センサが設置されていてもよいとする。床圧センサは、床面の圧力の有無をある程度の分解能で観測することができる(本実施の形態で、実際に用いたセンサは床面の圧力の有無を180mm四方の分解能で観測することができる)。   In the present embodiment, it is assumed that a floor pressure sensor may be installed on the floor in the environment. The floor pressure sensor can observe the presence or absence of pressure on the floor with a certain degree of resolution (in this embodiment, the sensor actually used can observe the presence or absence of pressure on the floor with a resolution of 180 mm square. it can).

次に、物体の状態遷移図の表現方法について説明する前に、図1を用いてセンサノードが検知する物理量の変化と物体の事象であるイベントと物体の状態と状態間遷移の関係を説明する。
図1は、ドアが「開く」、「閉じる」、「開閉する」という一連の遷移を2回繰り返したときに、ドアに装着されたセンサノードから得られた出力を示す波形図である。acc_xはX軸方向の加速度センサの出力、acc_zはZ軸方向の加速度センサの出力、illumiは照度センサの出力を表している。図1では、他のセンサの波形は省略している。
Next, before explaining the method of expressing the object state transition diagram, the relationship between the physical quantity change detected by the sensor node, the event that is the object event, the object state, and the transition between states will be described with reference to FIG. .
FIG. 1 is a waveform diagram showing an output obtained from a sensor node attached to a door when a series of transitions of “open”, “close”, and “open / close” are repeated twice. acc_x represents the output of the acceleration sensor in the X-axis direction, acc_z represents the output of the acceleration sensor in the Z-axis direction, and illumi represents the output of the illuminance sensor. In FIG. 1, waveforms of other sensors are omitted.

cxi,czi(i=1,・・・,6)は、それぞれX方向、Z方向の加速度センサから得られた波形における変化であり、以降は単に変化と呼ぶ。これらの変化を解析して特定した現象をイベントと呼ぶ。センサデータの変化を抽出する方法と、抽出した変化を解析してイベントを特定する方法については後述する。加速度センサについては、3軸の加速度変化を解析することによりイベントを求め、照度センサについては照度変化を解析することによりイベントを求める。 cx i and cz i (i = 1,..., 6) are changes in the waveforms obtained from the acceleration sensors in the X direction and the Z direction, respectively, and are simply referred to as changes hereinafter. The phenomenon identified by analyzing these changes is called an event. A method for extracting changes in sensor data and a method for identifying events by analyzing the extracted changes will be described later. For an acceleration sensor, an event is obtained by analyzing a change in triaxial acceleration, and for an illuminance sensor, an event is obtained by analyzing an illuminance change.

emi(i=1,・・・,6)は加速度センサから求めることができるイベントである。例えば、加速度センサから求めることができるイベントには、「水平方向に移動する」、「回転する」などがある。eii(i=1,・・・,6)は、照度センサから求めることができるイベントである。照度センサから求めることができるイベントには、「照度が上がる」、「照度が変化する」などがある。 em i (i = 1,..., 6) is an event that can be obtained from the acceleration sensor. For example, the events that can be obtained from the acceleration sensor include “moving horizontally” and “rotating”. ei i (i = 1,..., 6) is an event that can be obtained from the illuminance sensor. Events that can be obtained from the illuminance sensor include “increased illuminance” and “illuminance changes”.

異なるセンサでほぼ同時刻に起こったイベントの集まりをイベント集合と呼ぶ。ここで、ほぼ同時刻に起こったイベントとは、あるセンサのイベントを基準としたときに、この基準のイベントが発生した時刻から所定の時間範囲内に起こった別のセンサのイベントのことを言う。図1の例では、gi(i=1,・・・,6)がそれぞれイベント集合である。例えば、g1はイベントem1とei1からなるイベント集合である。ただし、図1では説明を簡単にするため、床圧センサのイベントを無視している。 A group of events that occur at almost the same time on different sensors is called an event group. Here, an event that occurs at approximately the same time refers to an event of another sensor that occurred within a predetermined time range from the time when the event of this reference occurred when the event of that sensor was used as a reference. . In the example of FIG. 1, g i (i = 1,..., 6) is an event set. For example, g 1 is an event set including events em 1 and ei 1 . However, in FIG. 1, the event of the bed pressure sensor is ignored for the sake of simplicity.

イベント集合は、センサデータから抽出した変化を解析して得られたイベント同士をまとめたものであり、これらの処理を行うことでセンサデータからはgi(i=1,・・・,6)のようなイベント集合の系列が得られる。ここで、イベント集合は、状態遷移図における遷移に対応し、イベント集合が起こっていない間は、状態遷移図における固定の状態に対応する。例えば、イベント集合g1とg4はドアを「開く」遷移に対応する。つまり、このような対応付けを見つけることで、センサノードによって得られた変化が得られるであろう状態遷移図を決定していくことができる。 The event set is a collection of events obtained by analyzing changes extracted from the sensor data. By performing these processes, g i (i = 1,..., 6) is obtained from the sensor data. A series of event sets such as Here, the event set corresponds to a transition in the state transition diagram, and corresponds to a fixed state in the state transition diagram while the event set does not occur. For example, event sets g 1 and g 4 correspond to the “open” door transition. In other words, by finding such an association, it is possible to determine a state transition diagram that will obtain the change obtained by the sensor node.

図1の例では、ドアを「開閉する」を一つの遷移としている。一般的には、開閉は「開く」と「閉じる」の二つの現象が連続して起こるものとしたほうが自然である。しかし、図1のcx3などの波形を見ても分かるように、センサデータからは「開く」と「閉じる」の二つの遷移が連続して起こったと認識するのは不可能である。これはトレーニングデータをあらかじめ用意しないことに起因するが、「開閉する」という遷移が認識できれば、ドアが開いたということも認識できるため問題はないと考える。以上のように、間を置かずに連続して起こる現象は一つの遷移とする。 In the example of FIG. 1, “opening / closing” the door is one transition. In general, it is more natural to open and close two phenomena, “open” and “close”, in succession. However, as can be seen from the waveform such as cx 3 in FIG. 1, it is impossible to recognize from the sensor data that two transitions of “open” and “close” have occurred successively. This is because training data is not prepared in advance, but if the transition of “opening and closing” can be recognized, it can be recognized that the door has opened, so there is no problem. As described above, a phenomenon that occurs continuously without a gap is regarded as one transition.

次に、物体の推定のためにあらかじめ用意しておく状態遷移図について説明する。実際にある物体の状態遷移図を記述するときは、物体に一般的に起こると考えられる遷移と物体の状態を抽出し、それらをつなげることで状態遷移図の形を決める。つまり、状態遷移図は人手で作成する。このとき、前述したような連続した遷移を考慮する必要がある。   Next, a state transition diagram prepared in advance for object estimation will be described. When actually describing a state transition diagram of an object, the shape of the state transition diagram is determined by extracting the transition that is generally considered to occur in the object and the state of the object and connecting them. That is, the state transition diagram is created manually. At this time, it is necessary to consider the continuous transition as described above.

図2に1例としてドアの状態遷移図を示す。「Closed」はドアが閉じているという状態を表し、「Opened」はドアが開いているという状態を表している。また、「Open」はドアが開くという状態間遷移を表し、「Close」はドアが閉じるという状態間遷移を表し、「Open−and−shut」はドアが開閉するという状態間遷移を表し、「Knock」はドアがノックされるという状態間遷移を表している。   FIG. 2 shows a door state transition diagram as an example. “Closed” represents a state in which the door is closed, and “Opened” represents a state in which the door is open. “Open” represents a transition between states in which the door is opened, “Close” represents a transition between states in which the door is closed, and “Open-and-shut” represents a transition between states in which the door is opened and closed. “Knock” represents a transition between states in which the door is knocked.

矢印で表す「Open」という遷移から出ているバルーンBは、その遷移が起こる際のイベントの集合を時系列で表しており、Bはその遷移の値である。図2の例では「Open」という遷移には、2通りのイベントの系列が記述されており、一つ目は人が歩きながらドアを開けて通り抜けていくというイベントの系列を表し、二つ目は、人がドアの前まで歩いてきて立ち止まってからドアを開け、ドアから離れて歩いていくというイベントの系列を表している。   A balloon B coming out of a transition “Open” represented by an arrow represents a set of events when the transition occurs in a time series, and B is a value of the transition. In the example of FIG. 2, the transition “Open” describes two event sequences. The first represents a sequence of events in which a person walks through a door while walking. Represents a sequence of events where a person walks in front of the door, stops, opens the door, and then walks away from the door.

すなわち、「floor.change.walk.through」は、人が歩きながら通り抜けていくというイベントを表し、「acc.change.rotate」はドアが開いた際の回転運動に対応するイベントを表し、「illumi.change」はドアが開いたことによって照度が変化したというイベントを表している。また、「floor.change.walk.here」は人がドアの前まで歩いてきて立ち止まったというイベントを表し、「floor.change.walk.away」はドアから離れて歩いていくというイベントを表している。このように一つの遷移に対して複数のケースを記述できるため、様々な状況を考慮することができる。   That is, “floor.change.walk.through” represents an event in which a person walks while walking, “acc.change.rotate” represents an event corresponding to a rotational movement when the door is opened, and “illumi” .Change "represents an event that the illuminance has changed due to the door being opened. “Floor.change.walk.here” represents an event that a person walked to the door and stopped, and “floor.change.walk.away” represents an event that the person walked away from the door. Yes. Since a plurality of cases can be described for one transition in this way, various situations can be considered.

図3に他の例として椅子の状態遷移図を示す。図3の例では、「Sat」は人が座っているという状態を表し、「Not−sat」は人が座っていないという状態を表している。また、「Sit」は人が座ったという状態間遷移を表し、「Get−up」は人が立ち上がったという状態間遷移を表している。なお、遷移の値の書き方の詳細は以降で説明する。   FIG. 3 shows a state transition diagram of the chair as another example. In the example of FIG. 3, “Sat” represents a state where a person is sitting, and “Not-sat” represents a state where a person is not sitting. “Sit” represents a transition between states that a person is sitting, and “Get-up” represents a transition between states that a person has stood up. Details of how to write transition values will be described later.

状態遷移図における遷移は、その遷移が起こる際にそれぞれのセンサによって取得されるであろうと考えられるイベントの系列を値としてもつ。値とは、例えば照度センサと加速度センサが同時に変化を検出したあとに、床圧センサが人の歩行を検知するなどといったイベントの系列である。イベント同士の時間関係を表現したものとしては、アレン(J.F.Allen)が提案した図4に示すような時区間論理表現がある。   A transition in the state transition diagram has as its value a series of events that will be acquired by each sensor when that transition occurs. The value is a series of events such as, for example, when the illuminance sensor and the acceleration sensor detect a change at the same time and then the floor pressure sensor detects a person walking. As a representation of the time relationship between events, there is a time interval logical expression as shown in FIG. 4 proposed by Allen (J.F. Allen).

例えば図4に示すようにイベントXの時間範囲を示す黒の矩形の後にイベントYの時間範囲を示す白の矩形があるような関係、すなわちイベントYの前にイベントXが起こるという時間関係を表すには、「X before Y」と記述する。イベントXを示す黒の矩形とイベントYを示す白の矩形が同じ長さで上下に重なっているような関係、すなわちイベントXとYが同じ時間範囲で起こるという関係を表すには、「X equal Y」と記述する。イベントXを示す黒の矩形とイベントYを示す白の矩形が繋がっている関係、すなわちイベントXが終わると同時にイベントYが起こるという関係を表すには、「X meets Y」と記述する。イベントXを示す黒の矩形とイベントYを示す白の矩形の一部が上下に重なっているような関係、すなわちイベントXとYが重複して起こるという関係を表すには、「X overlaps Y」と記述する。   For example, as shown in FIG. 4, a relationship where there is a white rectangle indicating the time range of event Y after a black rectangle indicating the time range of event X, that is, a time relationship in which event X occurs before event Y is represented. Is described as “X before Y”. To express the relationship in which the black rectangle indicating the event X and the white rectangle indicating the event Y overlap with each other in the same length, that is, the relationship in which the events X and Y occur in the same time range, “Xequal Y ”. In order to express the relationship in which the black rectangle indicating the event X and the white rectangle indicating the event Y are connected, that is, the relationship in which the event Y occurs simultaneously with the end of the event X, “X meets Y” is described. “X overlaps Y” is used to represent a relationship in which a part of a black rectangle indicating event X and a part of a white rectangle indicating event Y overlap each other, that is, a relationship in which events X and Y overlap. Is described.

イベントXを示す黒の矩形がイベントYを示す白の矩形の中央に載っているような関係、すなわちイベントYが起こっている途中でイベントXが起こるという関係を表すには、「X during Y」と記述する。イベントXを示す黒の矩形とイベントYを示す白の矩形が先端を揃えて上下に重なっているような関係、すなわちイベントXとYの起こる時刻が同じであるという関係を表すには、「X starts Y」と記述する。イベントXを示す黒の矩形とイベントYを示す白の矩形が終端を揃えて上下に重なっているような関係、すなわちイベントXとYの終わる時刻が同じであるという関係を表すには、「X finishes Y」と記述する。
本実施の形態では、以上のような時区間論理表現を用いて、遷移の際に起こり得るイベント系列の時間的な関係を遷移の値として記述する。
In order to express the relationship in which the black rectangle indicating the event X is placed in the center of the white rectangle indicating the event Y, that is, the relationship in which the event X occurs in the middle of the event Y, “X duration Y” Is described. To express a relationship in which a black rectangle indicating event X and a white rectangle indicating event Y are aligned with each other, ie, the time at which events X and Y occur is the same, “X “starts Y”. To represent a relationship in which the black rectangle indicating event X and the white rectangle indicating event Y are aligned and overlapped vertically, that is, the relationship that the time at which events X and Y end is the same. "Finishes Y".
In the present embodiment, the temporal relationship of event sequences that may occur at the time of transition is described as a transition value using the time interval logical expression as described above.

次に、あるセンサノードのセンサデータからそのノードが装着されている物体を同定する手順について説明する。図5は本実施の形態に係る事物決定装置の構成例を示すブロック図、図6は図5の事物決定装置の動作を示すフローチャートである。図5において、1は事物決定装置、2は温度センサ、照度センサ、焦電センサ、加速度センサ等の複数のセンサを搭載したセンサノード、3は床の圧力を計測する床圧センサ、4はセンサノード2及び床圧センサ3のセンサデータを有線通信あるいは無線通信で受けて一時的に記憶するセンサデータ用ストレージである。   Next, a procedure for identifying an object on which a node is mounted from sensor data of a certain sensor node will be described. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the thing determining apparatus according to the present embodiment, and FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the thing determining apparatus of FIG. In FIG. 5, 1 is an object determination device, 2 is a sensor node equipped with a plurality of sensors such as a temperature sensor, an illuminance sensor, a pyroelectric sensor, and an acceleration sensor, 3 is a floor pressure sensor that measures floor pressure, and 4 is a sensor. This is a sensor data storage that receives sensor data of the node 2 and the floor pressure sensor 3 by wire communication or wireless communication and temporarily stores them.

事物決定装置1は、データ取得手段10と、データ変化抽出手段11と、イベント特定手段12と、イベント集合特定手段13と、物体同定手段14と、記憶手段15とから構成される。   The thing determination apparatus 1 includes a data acquisition unit 10, a data change extraction unit 11, an event identification unit 12, an event set identification unit 13, an object identification unit 14, and a storage unit 15.

まず、事物決定装置1のデータ取得手段10は、センサノード2と床圧センサ3のセンサデータをセンサデータ用ストレージ4から取得する(図6ステップS1)。
続いて、データ変化抽出手段11は、データ取得手段10が取得したセンサデータから変化が起こっている区間を抽出する(ステップS2)。
First, the data acquisition means 10 of the thing determination apparatus 1 acquires the sensor data of the sensor node 2 and the bed pressure sensor 3 from the sensor data storage 4 (step S1 in FIG. 6).
Subsequently, the data change extraction unit 11 extracts a section in which a change occurs from the sensor data acquired by the data acquisition unit 10 (step S2).

イベント特定手段12は、データ変化抽出手段11が抽出した変化を解析することでイベントを特定する(ステップS3)。イベントとは、「照度が上昇する」などの各種センサにより取得できる事象である。
そして、イベント集合特定手段13は、イベント特定手段12が求めた複数のイベントの中からほぼ同時に起こっているイベント同士をグループ化することで、イベント集合を求め、得られたイベント集合を時系列順に並べることでイベント集合の系列を求める(ステップS4)。
The event identification unit 12 identifies the event by analyzing the change extracted by the data change extraction unit 11 (step S3). An event is an event that can be acquired by various sensors such as “the illuminance increases”.
Then, the event set specifying unit 13 obtains an event set by grouping events that are occurring almost simultaneously from the plurality of events obtained by the event specifying unit 12, and obtains the obtained event set in chronological order. A sequence of event sets is obtained by arranging them (step S4).

記憶手段15には、予めセンサノード2が装着されると予想し得る物体毎に状態遷移図が登録されている。物体同定手段14は、記憶手段15に記憶された物体の状態遷移図毎に、ステップS4で求められたイベント集合の系列が出力されうる尤もらしさを求めることで物体の同定を行う(ステップS5)。   A state transition diagram is registered in the storage unit 15 for each object that can be expected to be mounted with the sensor node 2 in advance. The object identification unit 14 identifies the object by obtaining the likelihood that the sequence of event sets obtained in step S4 can be output for each state transition diagram of the object stored in the storage unit 15 (step S5). .

次に、事物決定装置1の以上の動作について詳細に説明する。事物決定装置1では、センサから得られた信号を解析することによりイベントを特定する。このイベント特定の説明の前に、データ変化抽出手段11の動作(ステップS2)について説明する。図7はデータ変化抽出手段11の動作を示すフローチャートである。
各種センサから得られるセンサデータには、ノイズとなる小さな振動が常にあり、ノイズの振幅は時刻の移り変わりと共に変化するものが多く、その振幅にセンサの個体差もある。また、振動は周期的ではない。このようなセンサデータにおいて変化を抽出する方法について述べる。
Next, the above operation of the thing determining apparatus 1 will be described in detail. In the thing determination apparatus 1, an event is specified by analyzing the signal obtained from the sensor. Prior to the description of the event identification, the operation of the data change extraction unit 11 (step S2) will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the data change extraction means 11.
Sensor data obtained from various sensors always has a small vibration that becomes noise, and the amplitude of the noise often changes with time, and there are individual differences in the amplitude of the sensor. Also, the vibration is not periodic. A method for extracting changes in such sensor data will be described.

センサノード2と床圧センサ3は、一定時間(本実施の形態では60msec)毎にサンプリングを行っている。つまり、センサノード2と床圧センサ3からは一定時間毎にセンサデータが出力される。
事物決定装置1のデータ変化抽出手段11は、センサデータの各々の時点での変化量を計算する(図7ステップS10)。図8(A)、図(B)を用いて、ある時点(センサノードにより得られたサンプリング列のある点)pにおける変化量の計算方法について説明する。ただし、本実施の形態では、各センサから得られた1時間毎のデータに対して下記の手順を適用する。
The sensor node 2 and the bed pressure sensor 3 perform sampling at regular time intervals (60 msec in the present embodiment). That is, sensor data is output from the sensor node 2 and the bed pressure sensor 3 at regular intervals.
The data change extraction means 11 of the thing determination apparatus 1 calculates the change amount at each time point of the sensor data (step S10 in FIG. 7). A method of calculating the amount of change at a certain point in time (a point in the sampling sequence obtained by the sensor node) p will be described with reference to FIGS. However, in this embodiment, the following procedure is applied to hourly data obtained from each sensor.

ここでは、ある程度の幅を持つウインドウW1を考える。そのウインドウW1内における信号強度の最大値と最小値との差をセンサデータの変化量ΔDとする(図8(B))。ただし、図8(A)に示すように時点pがウインドウW1内に含まれるようにウインドウW1を時間方向に沿ってスライドさせ、その中で最も大きな変化量を時点pにおける変化量ΔDとする。   Here, a window W1 having a certain width is considered. A difference between the maximum value and the minimum value of the signal intensity in the window W1 is set as a change amount ΔD of the sensor data (FIG. 8B). However, as shown in FIG. 8A, the window W1 is slid along the time direction so that the time point p is included in the window W1, and the largest change amount is set as a change amount ΔD at the time point p.

続いて、データ変化抽出手段11は、各々の時点の変化量ΔDからノイズを減算する。ここで、ウインドウW1のサイズは本実施の形態では15サンプルとしている。ノイズは、時点pの周辺の変化量から計算する。具体的には図8(C)のように時点pを中心とする大きなウインドウW2を幅が同じである複数の小さなウインドウW3に分割し、それぞれのウインドウW3内の変化量を図8(B)と同様にして計算する(本実施の形態では、ウインドウW2のサイズを1000サンプル、ウインドウW3の数を10としている)。ただし、この場合はウインドウW3の移動はせずにウインドウW3内における信号強度の最大値と最小値との差を変化量とする。   Subsequently, the data change extraction unit 11 subtracts noise from the change amount ΔD at each time point. Here, the size of the window W1 is 15 samples in this embodiment. The noise is calculated from the amount of change around the time point p. Specifically, as shown in FIG. 8C, a large window W2 centered at the time point p is divided into a plurality of small windows W3 having the same width, and the amount of change in each window W3 is shown in FIG. (In this embodiment, the size of the window W2 is 1000 samples, and the number of the windows W3 is 10). However, in this case, the window W3 is not moved, and the difference between the maximum value and the minimum value of the signal intensity in the window W3 is set as the amount of change.

そして、データ変化抽出手段11は、複数のウインドウW3で計算した変化量のうち最も多く現れる変化量をノイズとし、先に求めた時点pにおける変化量ΔDからノイズを減算することで、時点pにおけるノイズを除いた変化量ΔIを求める。これで、ステップS10の処理が終了する。   Then, the data change extraction unit 11 sets the change amount that appears most frequently among the change amounts calculated in the plurality of windows W3 as noise, and subtracts the noise from the change amount ΔD at the time point p obtained earlier, thereby obtaining the change amount at the time point p. The amount of change ΔI excluding noise is obtained. This completes the process of step S10.

次に、データ変化抽出手段11は、変化量が変化量閾値を超えている範囲をセンサデータの変化とする。変化量閾値は、以下の手順により動的に決定される。
まず、データ変化抽出手段11は、ステップS10で求めた変化量ΔIの分散を計算する(ステップS11)。データ変化抽出手段11は、計算した分散と所定の変化量分散閾値(本実施の形態では10-11)とを比較し(ステップS12)、分散が変化量分散閾値より小さいときはその系列に変化はないものとして(ステップS13)、処理を終了する。
Next, the data change extraction unit 11 sets a range in which the change amount exceeds the change amount threshold as a change in the sensor data. The change amount threshold value is dynamically determined by the following procedure.
First, the data change extraction unit 11 calculates the variance of the change amount ΔI obtained in step S10 (step S11). The data change extraction unit 11 compares the calculated variance with a predetermined change variance threshold (10 -11 in the present embodiment) (step S12). If the variance is smaller than the variance variance threshold, the data change extractor 11 changes to that series. (No in step S13), the process ends.

また、データ変化抽出手段11は、分散が変化量分散閾値以上の場合は、センサデータに変化があるものと判定し、変化量閾値を決定する(ステップS14)。データ変化抽出手段11は、変化量閾値を決定するために、ステップS10で求めた各時点の変化量ΔIを昇順に並び替え、この変化量ΔIのリストを用いてどこからをセンサデータの変化として認識するかを決定する。   Further, when the variance is equal to or greater than the change amount dispersion threshold, the data change extraction unit 11 determines that there is a change in the sensor data, and determines the change amount threshold (step S14). In order to determine the change threshold value, the data change extraction unit 11 rearranges the change amounts ΔI obtained at step S10 in ascending order, and recognizes from where the change in sensor data has occurred using this list of change amounts ΔI. Decide what to do.

データ変化抽出手段11は、変化量ΔIのリストを先頭から走査していき、次の変化量ΔIとの差Diが変化量分散閾値より初めて大きくなった変化量ΔIiに注目する。次の変化量との差が変化量分散閾値より大きく、かつ変化量ΔIiと同じ値とみなされる変化量の数が全ての変化量ΔIの数の20%以下であれば、変化量ΔIiを変化量閾値とする。ここで、注目している変化量ΔIiと同じ値とみなされる変化量とは、変化量ΔIiとの差の絶対値が変化量分散閾値以下のものである。以上の条件に適合しなかったときは、リストの走査を継続していき、次の変化量との差がDiの200%を超えた変化量ΔIを変化量閾値とする。こうして、ステップS14の処理が終了する。 The data change extraction unit 11 scans the list of change amounts ΔI from the top, and pays attention to the change amount ΔI i in which the difference D i from the next change amount ΔI becomes larger than the change amount dispersion threshold for the first time. If the difference from the next change amount is larger than the change amount dispersion threshold and the number of change amounts regarded as the same value as the change amount ΔI i is 20% or less of the total number of change amounts ΔI, the change amount ΔI i Is the change amount threshold value. Here, the amount of change that is regarded as the same value as the amount of change ΔI i of interest is one in which the absolute value of the difference from the amount of change ΔI i is less than or equal to the change amount dispersion threshold. When did not comply with the above conditions is will continue to scan the list, the difference between the next variation is a change amount threshold value variation amount ΔI exceeding 200% of D i. In this way, the process of step S14 is complete | finished.

最後に、データ変化抽出手段11は、変化量ΔIが変化量閾値を超えている範囲をセンサデータの変化の区間として抽出する(ステップS15)。
本実施の形態のように、ノイズと変化量閾値を動的に決定することで、センサの個体差やノイズの時間的な変化に対応した、センサデータの変化の抽出が可能となる。データ変化抽出手段11は、以上のような変化の検出を、センサノード2の各センサ毎に行う。
Finally, the data change extraction unit 11 extracts a range in which the change amount ΔI exceeds the change amount threshold as a sensor data change section (step S15).
As in the present embodiment, by dynamically determining the noise and the change amount threshold value, it is possible to extract changes in the sensor data corresponding to individual differences in the sensor and temporal changes in the noise. The data change extraction unit 11 detects the change as described above for each sensor of the sensor node 2.

次に、データ変化抽出手段11が抽出したセンサデータの変化からイベントを特定するイベント特定手段12の動作(ステップS3)について説明する。イベント特定手段12は、具体的には温度の上昇や歩行などのイベントを検知する。   Next, the operation (step S3) of the event specifying unit 12 that specifies an event from the change in sensor data extracted by the data change extracting unit 11 will be described. Specifically, the event specifying unit 12 detects an event such as a temperature rise or walking.

図9に本実施の形態で想定している詳細なイベント群を示す。図9のそれぞれの木構造はセンサの種類毎に取得できるイベントを示している。「illumi」を根とする木は、照度センサのデータの変化を解析することにより求めることができるイベントを表しており、まず最も抽象的なイベントとして「change」、すなわち照度の変化がある。イベント「change」の子に対応する具体的なイベントとしては、照度が上がったというイベント「brightly」と、照度が下がったというイベント「darkly」がある。   FIG. 9 shows a detailed event group assumed in the present embodiment. Each tree structure in FIG. 9 indicates events that can be acquired for each type of sensor. A tree having “illumi” as a root represents an event that can be obtained by analyzing a change in the data of the illuminance sensor. First, “change”, that is, a change in illuminance is the most abstract event. Specific events corresponding to the child of the event “change” include an event “brightly” in which the illuminance has increased and an event “darkly” in which the illuminance has decreased.

「temperature」を根とする木は、温度センサのデータの変化を解析することにより求めることができるイベントを表しており、最も抽象的なイベントとして「change」、すなわち温度の変化がある。イベント「change」の子に対応する具体的なイベントとしては、温度が上がったというイベント「increase」と、温度が下がったというイベント「decrease」がある。   A tree having “temperature” as a root represents an event that can be obtained by analyzing a change in data of the temperature sensor, and “change”, that is, a change in temperature, is the most abstract event. Specific events corresponding to the child of the event “change” include an event “increase” in which the temperature has increased and an event “decrease” in which the temperature has decreased.

「acc」を根とする木は、加速度センサのデータの変化を解析することにより求めることができるイベントを表しており、最も抽象的なイベントとして「change」、すなわち加速度の変化がある。イベント「change」の子に対応する具体的なイベントとしては、落下というイベント「drop」と、水平方向への移動というイベント「slide」と、垂直上方向への移動というイベント「raise」と、倒れるというイベント「fa11」と、回転というイベント「rotate」がある。   A tree having “acc” as a root represents an event that can be obtained by analyzing a change in data of the acceleration sensor, and the most abstract event is “change”, that is, a change in acceleration. As specific events corresponding to the children of the event “change”, the event “drop” that falls, the event “slide” that moves in the horizontal direction, and the event “rise” that moves in the vertical direction fall down. There is an event “fa11” and a rotation event “rotate”.

「floor」を根とする木は、床圧センサのデータの変化を解析することにより求めることができるイベントを表しており、最も抽象的なイベントとして「change」、すなわち床圧の変化がある。イベント「change」の子に対応する具体的なイベントとしては、人が歩くというイベント「walk」と、一箇所で何らかの動作をしているイベント「point」がある。   A tree having “floor” as a root represents an event that can be obtained by analyzing a change in the data of the bed pressure sensor, and “change”, that is, a change in the bed pressure is the most abstract event. Specific events corresponding to the child of the event “change” include an event “walk” in which a person walks and an event “point” in which some operation is performed at one place.

次に、加速度センサと照度センサのイベントの検出について説明する。まず、抽出した加速度センサの変化を図9の「acc」を根とする木に示すイベントに抽象化する。「acc.change.rotate」と「acc.change.slide」の検出は、ルンゲクッタ法を用いて加速度を2回積分し、センサノード2の軌跡を求めることで行っている。つまり、センサノード2の軌跡が弧を描いており、弧の中心軸がほぼ鉛直ならば「acc.change.rotate」とし、軌跡がほぼ直線で水平ならば「acc.change.slide」とする。   Next, detection of events of the acceleration sensor and the illuminance sensor will be described. First, the change of the extracted acceleration sensor is abstracted into an event indicated by a tree having “acc” as a root in FIG. The detection of “acc. Change. Rotate” and “acc. Change. Slide” is performed by integrating the acceleration twice using the Runge-Kutta method and obtaining the locus of the sensor node 2. That is, if the locus of the sensor node 2 is an arc and the central axis of the arc is substantially vertical, “acc. Change. Rotate” is assumed, and if the locus is substantially straight and horizontal, “acc. Change. Slide” is assumed.

「acc.change.drop」と「acc.change.fall」の検出は、センサノード2の軌跡と鉛直方向の加速度の大きさを求めることで行っている。つまり、センサノード2の軌跡がほぼ直線で鉛直下向き方向ならば「acc.change.drop」とし、軌跡が弧を描いており、弧の中心軸がほぼ水平ならば「acc.change.fall」としている。「acc.change.raise」の検出は、センサノード2の軌跡の方向が鉛直上向きかどうかを判定することで行っている。そして、以上のイベントに該当しないものは、「acc.change」とする。   Detection of “acc.change.drop” and “acc.change.fall” is performed by obtaining the trajectory of the sensor node 2 and the magnitude of acceleration in the vertical direction. That is, if the trajectory of the sensor node 2 is substantially straight and vertically downward, “acc. Change. Drop” is assumed. If the trajectory is an arc and the center axis of the arc is substantially horizontal, “acc. Change. Fall” is assumed. Yes. The detection of “acc.change.rise” is performed by determining whether the direction of the locus of the sensor node 2 is vertically upward. An event that does not correspond to the above event is assumed to be “acc. Change”.

抽出した照度センサの変化も同様に図9の「illumi」を根とする木に示すイベントに抽象化する。本実施の形態で用いた照度センサは、0から1024までの値を照度として出力する。本実施の形態では、変化の前後で照度が20以上上がった場合は「illumi.change.brightly」とし、照度が20以上下がった場合は「illumi.change.darkly」とした。そして、それ以外の変化は「illumi.change」とした。   Similarly, the extracted change in the illuminance sensor is also abstracted into an event shown in a tree rooted in “illumi” in FIG. 9. The illuminance sensor used in this embodiment outputs a value from 0 to 1024 as illuminance. In the present embodiment, when the illuminance increases by 20 or more before and after the change, “illumi.change.brightly” is set, and when the illuminance decreases by 20 or more, “illumi.change.darkly” is set. The other changes were “illumi.change”.

次に、床圧センサ3のイベント検出について説明する。本実施の形態で用いた床圧センサ3は、圧力の変化をオン/オフで出力する。その解像度は18×18cmとなっている。イベント特定手段12は、床圧センサ3で得られたオンの変化をそれらの時間的・空間的距離を考慮してクラスタリングした後に、変化の位置の分散などから歩行のイベントを検出する。クラスタリングは、任意の2つの変化の生起時間の間隔が所定の時間閾値(本実施の形態では2秒)以内で、かつ2つの変化の距離が所定の変化距離閾値(本実施の形態では100cm)以内のものを同じグループとすることで行う。   Next, event detection of the bed pressure sensor 3 will be described. The bed pressure sensor 3 used in the present embodiment outputs a change in pressure on / off. The resolution is 18 × 18 cm. The event identification unit 12 clusters the ON changes obtained by the bed pressure sensor 3 in consideration of their temporal and spatial distances, and then detects a walking event from the variance of the change positions. In the clustering, the interval between the occurrence times of any two changes is within a predetermined time threshold (2 seconds in the present embodiment), and the distance between the two changes is a predetermined change distance threshold (100 cm in the present embodiment). This is done by making the items in the same group.

イベントの特定に関しては、同じグループ内における圧力の変化の位置の分散、同じグループ内の任意の二点間の最大距離、および同じグループ内の最初に起こった変化と最後に起こった変化の時間差を用いる。ここで、位置の分散としては、床圧センサにおける変化のX座標とY座標の分散の平均を用いる。イベント特定手段12は、同じグループ内における変化の位置の分散が所定の分散閾値(本実施の形態では2)より大きく、かつ同じグループ内の任意の二点の変化間の最大距離が所定の最大距離閾値(本実施の形態では1m)より大きいときは、歩行イベント「floor.change.walk」とする。   For event identification, the variance of the position of the pressure change within the same group, the maximum distance between any two points within the same group, and the time difference between the first and last change within the same group. Use. Here, as the variance of the position, the average of the variance of the X coordinate and the Y coordinate of the change in the bed pressure sensor is used. The event specifying means 12 is such that the variance of the position of the change within the same group is larger than a predetermined variance threshold (2 in the present embodiment), and the maximum distance between the changes of any two points in the same group is a predetermined maximum. When it is larger than the distance threshold (1 m in the present embodiment), the walking event is “floor.change.walk”.

また、イベント特定手段12は、同じグループ内における変化の位置の分散が分散閾値より小さく、同じグループ内の任意の二点の変化間の最大距離が最大距離閾値より小さく、かつ同じグループ内の最初と最後の変化の時間差が所定の変化時間差閾値(本実施の形態では2秒)より小さいときは床の一点に接地したイベント「floor.change.point」とする。それ以外は床に何らかの変化が起こったというイベント「floor.change」と解釈する。こうして、イベント特定手段12は、床圧センサ3のイベントを特定することができる。   In addition, the event specifying unit 12 is configured such that the variance of the position of the change in the same group is smaller than the variance threshold, the maximum distance between any two changes in the same group is smaller than the maximum distance threshold, and the first in the same group When the time difference between the last change and the last change is smaller than a predetermined change time difference threshold (2 seconds in the present embodiment), the event “floor.change.point” grounded to one point on the floor is assumed. Otherwise, it is interpreted as an event “floor.change” that some kind of change has occurred on the floor. In this way, the event specifying unit 12 can specify the event of the floor pressure sensor 3.

次に、イベント特定手段12が求めた各種センサのイベント群から同時刻に起きたイベントをグループ化することでイベント集合を求めるイベント集合特定手段13の動作(ステップS4)について説明する。
イベント集合特定手段13は、図1に示すように時間的に重複しているイベントの範囲の論理和からイベント集合を求める。ただし、重複していなくても、イベント生起時刻の時間差が所定のイベント時間差閾値(本実施の形態では0.5秒)以内であれば、同じイベント集合に含まれるとしてもよい。
Next, the operation (step S4) of the event set specifying unit 13 for obtaining an event set by grouping events that occurred at the same time from the event groups of various sensors obtained by the event specifying unit 12 will be described.
The event set specifying means 13 obtains an event set from the logical sum of the event ranges that overlap in time as shown in FIG. However, even if they do not overlap, they may be included in the same event set as long as the time difference between the event occurrence times is within a predetermined event time difference threshold (0.5 seconds in the present embodiment).

さらに、イベント集合特定手段13は、同じイベント集合に含まれるイベント同士の時間的な関係を図4に示した時区間論理表現で表す。そして、イベント集合特定手段13は、得られたイベント集合を時系列に並べることにより、イベント集合の系列を作成する。   Furthermore, the event set specifying means 13 represents the temporal relationship between events included in the same event set in the time interval logical expression shown in FIG. Then, the event set specifying unit 13 creates a sequence of event sets by arranging the obtained event sets in time series.

次に、物体の同定を行う物体同定手段14の動作(ステップS5)について説明する。物体同定手段14は、センサノード2及び床圧センサ3から得られたイベント集合の系列が出力される尤もらしさ(スコア)を、記憶手段15に予め記憶された物体の状態遷移図毎に計算し、スコアが最も大きい状態遷移図に対応する物体にセンサノード2が装着されていると見なす。   Next, the operation (step S5) of the object identification unit 14 for identifying an object will be described. The object identification unit 14 calculates the likelihood (score) that the series of event sets obtained from the sensor node 2 and the bed pressure sensor 3 is output for each state transition diagram of the object stored in the storage unit 15 in advance. The sensor node 2 is assumed to be attached to the object corresponding to the state transition diagram having the highest score.

まず、イベント集合の系列に対する状態遷移図のスコアを計算する方法の大まかな流れについて説明する。図10は物体同定手段14の動作を示すフローチャートである。物体同定手段14は、それぞれのイベント集合について状態遷移図の全ての遷移との類似度を計算し(図10ステップS20)、状態遷移図の形状などの条件を考慮して、それぞれのイベント集合毎に対応し得る遷移を決定し(ステップS21)、イベント集合の系列に対するスコアを状態遷移図毎に計算し(ステップS22)、計算したスコアを基に物体とその物体の状態を同定する(ステップS23)。以下では、図10の処理の流れの詳細について説明する。   First, a general flow of a method of calculating a state transition diagram score for an event set sequence will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the object identification unit 14. The object identification unit 14 calculates the similarity of all transitions in the state transition diagram for each event set (step S20 in FIG. 10), and considers conditions such as the shape of the state transition diagram for each event set. (Step S21), a score for the event set sequence is calculated for each state transition diagram (step S22), and the object and the state of the object are identified based on the calculated score (step S23). ). Hereinafter, the details of the processing flow of FIG. 10 will be described.

状態遷移図に記述された遷移のイベントは、その遷移の値として前述の図4に示したような時区間論理表現で表されている。これに対して、物体同定手段14は、イベント集合特定手段13が求めたイベント集合との類似度を求める(ステップS20)。例えば状態遷移図の遷移に付随するバルーンの中に記述された時区間論理表現が図11(A)のように「X meets Y」を示しているときに、イベント集合に含まれるイベントXとイベントYが図11(B)のような時間的関係を持つ場合、この状態遷移図の遷移とイベント集合との誤差は、「X meets Y」を満たすためにイベントXまたはYをずらす時間(秒)となる。図11(A)、図11(B)の例では、イベントXの終了時刻とイベントYの開始時刻の差となる。   The transition event described in the state transition diagram is represented by the time interval logical expression as shown in FIG. 4 as the transition value. On the other hand, the object identifying unit 14 obtains the similarity with the event set obtained by the event set specifying unit 13 (step S20). For example, when the time interval logical expression described in the balloon associated with the transition of the state transition diagram indicates “X meets Y” as shown in FIG. 11A, the event X and the event included in the event set When Y has a temporal relationship as shown in FIG. 11B, the error between the transition of the state transition diagram and the event set is the time (seconds) for shifting the event X or Y to satisfy “X meets Y”. It becomes. In the example of FIG. 11A and FIG. 11B, it is the difference between the end time of event X and the start time of event Y.

このような時間的な類似度に加えて、詳細なイベントの類似度を考慮することで、状態遷移図に記述された遷移とイベント集合との類似度スコアを計算する。イベントの類似度は、図9に示した木構造を用いて計算する。例えば、状態遷移図に記述された遷移のイベントが「acc.change.slide」であり、それに対してイベント集合のイベントが「acc.change」であるとすると、これらのイベントの類似度は木構造におけるそれぞれのノード間の距離である1となる。その理由は、図9の例では、「acc」を根とする木構造において、イベント「slide」からイベント「change」への距離が1となっているからである。   In addition to such temporal similarity, the similarity score between the transition described in the state transition diagram and the event set is calculated by considering the detailed event similarity. The event similarity is calculated using the tree structure shown in FIG. For example, if the event of transition described in the state transition diagram is “acc.change.slide” and the event of the event set is “acc.change”, the similarity of these events is a tree structure. 1 is the distance between the nodes. This is because, in the example of FIG. 9, the distance from the event “slide” to the event “change” is 1 in the tree structure having “acc” as a root.

また、状態遷移図に記述された遷移のイベントが「acc.change.slide」であり、それに対してイベント集合のイベントが「acc.change.drop」であるとすると、これらのイベントの類似度は2となる。その理由は、「acc」を根とする木構造において、イベント「slide」からイベント「drop」へ到達するには、イベント「change」を経由する必要があるため、距離が2となるからである。   Also, if the event of transition described in the state transition diagram is “acc.change.slide” and the event of the event set is “acc.change.drop”, the similarity of these events is 2. The reason is that, in the tree structure rooted in “acc”, in order to reach the event “drop” from the event “slide”, it is necessary to go through the event “change”, so the distance becomes 2. .

ただし、状態遷移図における、ある遷移のイベントが「acc.change」であり、イベント集合のイベントが「acc.change.slide」である場合のように、状態遷移図の遷移のイベントの方が抽象度が大きいときは類似度を0とする。イベント集合と状態遷移図の遷移のイベントとの最終的な類似度は、前記の時間的な類似度と図9の木構造を用いて計算した類似度との和となる。なお、類似度が小さいほど、イベント間が類似していることは言うまでもない。物体同定手段14は、以上のようにして各イベント集合と各状態遷移図の全ての遷移との類似度を計算する。   However, in the state transition diagram, a transition event in the state transition diagram is more abstract, such as when the event of a certain transition is “acc.change” and the event of the event set is “acc.change.slide”. When the degree is large, the degree of similarity is set to zero. The final similarity between the event set and the transition event of the state transition diagram is the sum of the temporal similarity and the similarity calculated using the tree structure of FIG. Needless to say, the smaller the similarity is, the more similar the events are. The object identification unit 14 calculates the similarity between each event set and all transitions in each state transition diagram as described above.

次に、物体同定手段14は、各イベント集合と遷移の写像の全ての組み合わせを求める(ステップS21)。例えば時系列的に並んだ10個のイベント集合があるとき、それぞれのイベント集合毎に対応し得る遷移の組み合わせの系列を求める。この例では状態遷移図に含まれる遷移の値の数の10乗通りもの系列を求める必要がある。そこで、下記の(a)〜(c)の3つの方法を用いて枝狩りを行う。   Next, the object identification means 14 obtains all combinations of each event set and transition mapping (step S21). For example, when there are 10 event sets arranged in time series, a series of transition combinations that can correspond to each event set is obtained. In this example, it is necessary to obtain as many as ten powers of the number of transition values included in the state transition diagram. Therefore, branch hunting is performed using the following three methods (a) to (c).

(a)物体同定手段14は、状態遷移図を考慮して矛盾する系列は無視する。ここで、矛盾とは、例えばドアの状態遷移図において、「Open」という遷移が起こった直後に、ドアの開閉、すなわち「Open−and−shut」という遷移が起こることなどを意味する。 (A) The object identification unit 14 ignores inconsistent sequences in consideration of the state transition diagram. Here, the contradiction means that, for example, in the state transition diagram of the door, the opening / closing of the door, that is, the transition “Open-and-shut” occurs immediately after the transition “Open” occurs.

(b)物体同定手段14は、あるイベント集合giに対応する状態遷移図の遷移tnを決定するとき、状態遷移図においてある状態に移る遷移が複数あれば、それらの遷移のうちステップS20で計算した類似度が最大のもののみしか選ばない。 (B) When the object identification unit 14 determines the transition t n of the state transition diagram corresponding to a certain event set g i , if there are a plurality of transitions that transition to a certain state in the state transition diagram, step S20 of those transitions Select only the one with the maximum similarity calculated in.

(c)物体同定手段14は、イベント集合の系列において、加速度センサや照度センサのデータ波形がそれぞれ類似しているイベント集合同士を、同じ遷移に対応付ける。例えば、図1のイベント集合g1とg4は加速度センサおよび照度センサのデータ波形が類似しているため、ある系列においてイベント集合g1が「Open」という遷移に対応するならば、イベント集合g4も同じ「Open」という遷移に対応するものとする。 (C) The object identification unit 14 associates event sets having similar data waveforms of the acceleration sensor and the illuminance sensor with the same transition in the event set series. For example, since the event sets g 1 and g 4 in FIG. 1 have similar data waveforms of the acceleration sensor and the illuminance sensor, if the event set g 1 corresponds to a transition “Open” in a certain series, the event set g 4 also corresponds to the same “Open” transition.

センサデータの波形の類似度は、DP(Dynamic Programming )マッチングを用いて計算する。具体的には、2つの波形を正規化し(それぞれの波形の最大値を1に最小値を0にするように波形を伸縮させる)、その後DPマッチングを用いて2つの波形間の距離を求める。距離が所定の閾値(本実施の形態では照度センサについては0.04、加速度センサについては0.07としている)より小さければ、類似した波形とする。なお、DPマッッチングについては、例えば文献「H.Sakoe,S.Chiba,“Dynamic programming algorithm optimization for spoken word recognitioh”,IEEE Trans.Acoust.,Speech,and Signal Process.,Vol.ASSP-26,p.43-49,1978」に記述されている。   The similarity of the waveform of sensor data is calculated using DP (Dynamic Programming) matching. Specifically, the two waveforms are normalized (the waveforms are expanded and contracted so that the maximum value of each waveform is 1 and the minimum value is 0), and then the distance between the two waveforms is obtained using DP matching. If the distance is smaller than a predetermined threshold (in this embodiment, 0.04 for the illuminance sensor and 0.07 for the acceleration sensor), the waveform is similar. As for DP matching, for example, the document “H. Sakoe, S. Chiba,“ Dynamic programming algorithm optimization for spoken word recognitioh ”, IEEE Trans. Acoust., Speech, and Signal Process., Vol. ASSP-26, p. 43-49, 1978 ".

そして、物体同定手段14は、ステップS21でイベント集合系列の各イベント集合毎に選んだ遷移についてステップS20で計算した類似度を加算した総和を、イベント集合系列に対する状態遷移図のスコアとする(ステップS22)。物体同定手段14は、このようなスコアの計算を記憶手段15に予め用意された物体の状態遷移図毎に行う。   Then, the object identification unit 14 uses the sum obtained by adding the similarities calculated in step S20 for the transitions selected for each event set in step S21 as the score of the state transition diagram for the event set sequence (step S21). S22). The object identification unit 14 performs such score calculation for each state transition diagram of an object prepared in advance in the storage unit 15.

最後に、物体同定手段14は、ステップS22で計算したスコアが最も高い状態遷移図に対応する物体を、センサノード2が装着された物体として同定し、この状態遷移図についてステップS21で選んだ遷移の系列をデータ収集期間に起こった物体の状態間遷移とする(ステップS23)。   Finally, the object identification unit 14 identifies the object corresponding to the state transition diagram having the highest score calculated in step S22 as the object to which the sensor node 2 is attached, and the transition selected in step S21 for this state transition diagram. Is a transition between states of the object that occurred during the data collection period (step S23).

以上のように、本実施の形態では、センサノード2が装着された物体とその物体の状態を推定することができるので、専門的な知識のないユーザでも、汎用的なセンサノードを家具などの物体に装着するだけで、簡単にユビキタス環境の基盤を構築することができる。   As described above, in the present embodiment, since the object to which the sensor node 2 is attached and the state of the object can be estimated, even a user without specialized knowledge can use a general-purpose sensor node such as furniture. By simply attaching it to an object, you can easily build a foundation for a ubiquitous environment.

なお、本実施の形態の事物決定装置1は、CPU、記憶装置および外部とのインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このようなコンピュータにおいて、本発明の事物決定方法を実現させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。CPUは、記録媒体から読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、プログラムに従って前述の処理を実行する。   In addition, the thing determination apparatus 1 of this Embodiment is realizable with the computer provided with CPU, a memory | storage device, and the interface with the exterior, and the program which controls these hardware resources. In such a computer, a program for realizing the object determination method of the present invention is provided in a state of being recorded on a recording medium such as a flexible disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a memory card. The CPU writes the program read from the recording medium into the storage device, and executes the above-described processing according to the program.

本発明は、汎用のセンサノードを用いて、センサノードが装着された物体及びその物体の状態を推定する技術に適用することができる。   The present invention can be applied to an object in which a sensor node is mounted and a technique for estimating the state of the object using a general-purpose sensor node.

本発明の実施の形態においてセンサノードから得られた出力の1例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the output obtained from the sensor node in embodiment of this invention. ドアの状態遷移図の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the state transition diagram of a door. 椅子の状態遷移図の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the state transition diagram of a chair. 本発明の実施の形態においてイベント同士の時間関係を表す時区間論理表現の1例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time interval logical expression showing the time relationship between events in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る事物決定装置の1構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example of the thing determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る事物決定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the thing determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る事物決定装置のデータ変化抽出手段の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the data change extraction means of the thing determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるセンサデータの変化量の計算方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the variation | change_quantity of the sensor data in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるイベントの1例を示す図である。It is a figure which shows an example of the event in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る事物決定装置の物体同定手段の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the object identification means of the thing determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態においてイベント集合と状態遷移図の遷移との類似度の計算方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the similarity degree of an event set and the transition of a state transition diagram in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…事物決定装置、2…センサノード、3…床圧センサ、4…センサデータ用ストレージ、10…データ取得手段、11…データ変化抽出手段、12…イベント特定手段、13…イベント集合特定手段、14…物体同定手段、15…記憶手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Things determination apparatus, 2 ... Sensor node, 3 ... Bed pressure sensor, 4 ... Storage for sensor data, 10 ... Data acquisition means, 11 ... Data change extraction means, 12 ... Event specification means, 13 ... Event set specification means, 14 ... object identification means, 15 ... storage means.

Claims (7)

複数のセンサからなるセンサノードが装着された物体とこの物体の状態を推定する事物決定装置であって、
前記センサノードから受信したセンサデータから変化が起こっている区間を抽出するデータ変化抽出手段と、
このデータ変化抽出手段が抽出した変化から、物体の事象であるイベントを特定するイベント特定手段と、
このイベント特定手段が求めた複数のイベントの中から略同時に起こっているイベント同士をグループ化してイベント集合を求め、このイベント集合を時系列順に並べることでイベント集合系列を求めるイベント集合特定手段と、
物体の状態と物体に起こり得る状態間遷移の関係を物体毎に記述した複数の状態遷移図を予め記憶する記憶手段と、
前記状態遷移図毎に前記イベント集合系列が得られる尤もらしさを求めることにより、前記センサノードが装着された物体とこの物体の状態を同定する物体同定手段とを有することを特徴とする事物決定装置。
An object determination device for estimating an object to which a sensor node composed of a plurality of sensors is attached and a state of the object,
Data change extracting means for extracting a section where a change occurs from the sensor data received from the sensor node;
From the change extracted by the data change extracting means, an event specifying means for specifying an event that is an event of an object;
Event set identification means for obtaining an event set sequence by grouping events occurring at substantially the same time from a plurality of events obtained by the event specification means, and arranging the event sets in time series,
Storage means for storing in advance a plurality of state transition diagrams describing, for each object, the relationship between the state of the object and the state transitions that can occur in the object;
An object determination device comprising: an object to which the sensor node is attached and an object identification unit for identifying the state of the object by obtaining the likelihood that the event set sequence is obtained for each state transition diagram .
請求項1記載の事物決定装置において、
前記状態遷移図は、状態間遷移が起こる際に前記センサノードの各センサによって取得されると予想されるイベントの情報が、各状態間遷移に付随して記述されるものであり、
前記物体同定手段は、
前記状態間遷移に付随して記述されるイベントの情報に基づいて、前記イベント集合系列の各イベント集合について前記状態遷移図の全ての状態間遷移との類似度を計算する類似度計算手段と、
前記イベント集合系列のそれぞれのイベント集合毎に対応し得る状態間遷移を選択する状態間遷移選択手段と、
前記類似度計算手段の計算結果と前記状態間遷移選択手段の選択結果とから、前記イベント集合系列に対するスコアを状態遷移図毎に計算するスコア計算手段と、
前記計算したスコアが最も高い状態遷移図に対応する物体を、前記センサノードが装着された物体として同定し、この状態遷移図について前記状態間遷移選択手段で選択された状態間遷移の系列を前記同定した物体の状態の系列とする判定手段とを含むことを特徴とする事物決定装置。
In the thing determination apparatus of Claim 1,
In the state transition diagram, event information that is expected to be acquired by each sensor of the sensor node when a transition between states occurs is described accompanying each transition between states,
The object identification means includes
Based on event information described accompanying the transition between states, similarity calculation means for calculating the similarity between all transitions of the state transition diagram for each event set of the event set series,
An inter-state transition selecting means for selecting an inter-state transition that can correspond to each event set of the event set series;
Score calculation means for calculating a score for the event set sequence for each state transition diagram from the calculation result of the similarity calculation means and the selection result of the transition transition selection means between states,
The object corresponding to the state transition diagram having the highest calculated score is identified as the object to which the sensor node is attached, and the state transition sequence selected by the inter-state transition selection means for the state transition diagram is And a determination means for determining a sequence of states of the identified object.
CPUと記憶装置とを備えたコンピュータにおいて、複数のセンサからなるセンサノードが装着された物体とこの物体の状態を推定する事物決定方法であって、
前記センサノードから受信したセンサデータから変化が起こっている区間を抽出するデータ変化抽出手順と、
このデータ変化抽出手順で抽出された変化から、物体の事象であるイベントを特定するイベント特定手順と、
このイベント特定手順で求めた複数のイベントの中から略同時に起こっているイベント同士をグループ化してイベント集合を求め、このイベント集合を時系列順に並べることでイベント集合系列を求めるイベント集合特定手順と、
物体の状態と物体に起こり得る状態間遷移の関係を物体毎に予め記述した複数の状態遷移図の各々について、前記イベント集合系列が得られる尤もらしさを求めることにより、前記センサノードが装着された物体とこの物体の状態を同定する物体同定手順とを、前記記憶装置に記憶されたプログラムに従って前記CPUに実行させることを特徴とする事物決定方法。
An object determination method for estimating an object to which a sensor node composed of a plurality of sensors is attached and a state of the object in a computer including a CPU and a storage device,
A data change extraction procedure for extracting a section where a change occurs from the sensor data received from the sensor node;
An event identification procedure for identifying an event that is an event of an object from the changes extracted in this data change extraction procedure;
An event set identification procedure for obtaining an event set sequence by grouping events occurring at substantially the same time from a plurality of events obtained by this event specification procedure, and arranging the event set in time series,
The sensor node is mounted by determining the likelihood that the event set sequence is obtained for each of a plurality of state transition diagrams in which the relationship between the state of the object and the state transition that can occur in the object is described in advance for each object. An object determination method that causes the CPU to execute an object identification procedure for identifying an object and a state of the object according to a program stored in the storage device.
請求項3記載の事物決定方法において、
前記状態遷移図は、状態間遷移が起こる際に前記センサノードの各センサによって取得されると予想されるイベントの情報が、各状態間遷移に付随して記述されるものであり、
前記物体同定手順は、
前記状態間遷移に付随して記述されるイベントの情報に基づいて、前記イベント集合系列の各イベント集合について前記状態遷移図の全ての状態間遷移との類似度を計算する類似度計算手順と、
前記イベント集合系列のそれぞれのイベント集合毎に対応し得る状態間遷移を選択する状態間遷移選択手順と、
前記類似度計算手順の計算結果と前記状態間遷移選択手順の選択結果とから、前記イベント集合系列に対するスコアを状態遷移図毎に計算するスコア計算手順と、
前記計算したスコアが最も高い状態遷移図に対応する物体を、前記センサノードが装着された物体として同定し、この状態遷移図について前記状態間遷移選択手順で選択された状態間遷移の系列を前記同定した物体の状態の系列とする判定手順とを含むことを特徴とする事物決定方法。
In the method of determining a thing according to claim 3,
In the state transition diagram, event information that is expected to be acquired by each sensor of the sensor node when a transition between states occurs is described accompanying each transition between states,
The object identification procedure includes:
Based on the event information described accompanying the transition between the states, a similarity calculation procedure for calculating the similarity between all transitions in the state transition diagram for each event set of the event set sequence,
An inter-state transition selection procedure for selecting an inter-state transition that can correspond to each event set of the event set sequence;
From the calculation result of the similarity calculation procedure and the selection result of the inter-state transition selection procedure, a score calculation procedure for calculating a score for the event set sequence for each state transition diagram;
The object corresponding to the state transition diagram having the highest calculated score is identified as an object to which the sensor node is attached, and the sequence of transitions between states selected in the transition transition selection procedure between states for the state transition diagram is A determination procedure for determining a sequence of states of the identified object.
複数のセンサからなるセンサノードが装着された物体とこの物体の状態を推定する事物決定装置としてコンピュータを動作させる事物決定プログラムであって、
前記センサノードから受信したセンサデータから変化が起こっている区間を抽出するデータ変化抽出手順と、
このデータ変化抽出手順で抽出された変化から、物体の事象であるイベントを特定するイベント特定手順と、
このイベント特定手順で求めた複数のイベントの中から略同時に起こっているイベント同士をグループ化してイベント集合を求め、このイベント集合を時系列順に並べることでイベント集合系列を求めるイベント集合特定手順と、
物体の状態と物体に起こり得る状態間遷移の関係を物体毎に予め記述した複数の状態遷移図の各々について、前記イベント集合系列が得られる尤もらしさを求めることにより、前記センサノードが装着された物体とこの物体の状態を同定する物体同定手順とを、コンピュータに実行させることを特徴とする事物決定プログラム。
An object determination program for operating a computer as an object determination device for estimating an object to which a sensor node composed of a plurality of sensors is attached and a state of the object,
A data change extraction procedure for extracting a section where a change occurs from the sensor data received from the sensor node;
An event identification procedure for identifying an event that is an event of an object from the changes extracted in this data change extraction procedure;
An event set identification procedure for obtaining an event set sequence by grouping events occurring at substantially the same time from a plurality of events obtained by this event specification procedure, and arranging the event set in time series,
The sensor node is mounted by determining the likelihood that the event set sequence is obtained for each of a plurality of state transition diagrams in which the relationship between the state of the object and the state transition that can occur in the object is described in advance for each object. An object determination program that causes a computer to execute an object identification procedure for identifying an object and a state of the object.
請求項5記載の事物決定プログラムにおいて、
前記状態遷移図は、状態間遷移が起こる際に前記センサノードの各センサによって取得されると予想されるイベントの情報が、各状態間遷移に付随して記述されるものであり、
前記物体同定手順は、
前記状態間遷移に付随して記述されるイベントの情報に基づいて、前記イベント集合系列の各イベント集合について前記状態遷移図の全ての状態間遷移との類似度を計算する類似度計算手順と、
前記イベント集合系列のそれぞれのイベント集合毎に対応し得る状態間遷移を選択する状態間遷移選択手順と、
前記類似度計算手順の計算結果と前記状態間遷移選択手順の選択結果とから、前記イベント集合系列に対するスコアを状態遷移図毎に計算するスコア計算手順と、
前記計算したスコアが最も高い状態遷移図に対応する物体を、前記センサノードが装着された物体として同定し、この状態遷移図について前記状態間遷移選択手順で選択された状態間遷移の系列を前記同定した物体の状態の系列とする判定手順とを含むことを特徴とする事物決定プログラム。
In the thing determination program of Claim 5,
In the state transition diagram, event information that is expected to be acquired by each sensor of the sensor node when a transition between states occurs is described accompanying each transition between states,
The object identification procedure includes:
Based on the event information described accompanying the transition between the states, a similarity calculation procedure for calculating the similarity between all transitions in the state transition diagram for each event set of the event set sequence,
An inter-state transition selection procedure for selecting an inter-state transition that can correspond to each event set of the event set sequence;
From the calculation result of the similarity calculation procedure and the selection result of the inter-state transition selection procedure, a score calculation procedure for calculating a score for the event set sequence for each state transition diagram;
The object corresponding to the state transition diagram having the highest calculated score is identified as an object to which the sensor node is attached, and the sequence of transitions between states selected in the transition transition selection procedure between states for the state transition diagram is And a determination procedure for determining a sequence of states of the identified object.
請求項5又は6記載の事物決定プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。   A recording medium on which the thing determination program according to claim 5 or 6 is recorded.
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