JP7502682B2 - Information output system, information output method, estimation device, and program - Google Patents
Information output system, information output method, estimation device, and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7502682B2 JP7502682B2 JP2022561795A JP2022561795A JP7502682B2 JP 7502682 B2 JP7502682 B2 JP 7502682B2 JP 2022561795 A JP2022561795 A JP 2022561795A JP 2022561795 A JP2022561795 A JP 2022561795A JP 7502682 B2 JP7502682 B2 JP 7502682B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wireless communication
- information
- communication terminal
- real world
- estimation device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
- H04W16/18—Network planning tools
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
- H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Description
本発明は、情報出力システム、情報出力方法、推定装置、およびプログラムに関する。 The present invention relates to an information output system, an information output method, an estimation device, and a program.
様々なデバイスがインターネットにつながるInternet of things(IoT)の実現が進んでおり、自動車、ドローン、および建設機械車両など様々な機器が無線により接続されつつある。無線通信規格としても標準化規格IEEE 802.11で規定される無線LAN、Bluetooth(登録商標)、LTEや5Gによるセルラー通信、IoT向けのLow Power Wide Area(LPWA)通信、車通信に用いられるElectronic Toll Collection System(ETC)、Vehicle Information and Communication System(VICS)、ARIB-STD-T109など、サポートする無線規格も発展しており、今後の普及が期待されている。The Internet of Things (IoT), in which various devices are connected to the Internet, is becoming a reality, and various devices such as automobiles, drones, and construction machinery vehicles are being connected wirelessly. Wireless communication standards include wireless LAN defined by the standard IEEE 802.11, Bluetooth (registered trademark), cellular communication using LTE and 5G, Low Power Wide Area (LPWA) communication for IoT, Electronic Toll Collection System (ETC), Vehicle Information and Communication System (VICS), and ARIB-STD-T109, and are expected to become more widespread in the future.
様々な用途で無線通信が使われる一方、サービスによっては、無線通信品質の要求条件を必ずしも満たすことができないことが問題となっている。無線通信端末の位置、姿勢、動きなどの端末状態や、その周辺の静的または動的な物体により、通信相手との間の電波伝搬環境が変化し、通信品質が影響され、当該無線通信端末による無線通信により実現されるサービスやシステムに対して大きな影響を及ぼすことがある。特に、高い周波数を用いるほど、電波の直進性が強く、通信品質に影響を受けやすい。つまり、無線通信端末の無線通信は、自身と周辺環境の状態の両方が作用する。例えば、無線通信端末や周辺のオブジェクトが動くことにより、アンテナの指向性の向きや、伝搬環境が変わってしまい通信品質に影響を及ぼす可能性がある。非特許文献1は、深度カメラを用い、無線通信端末の周辺物体が通信路を遮蔽することを予測することが可能であることを示しており、無線通信においてもカメラやセンサなどから得られる映像情報の有用性が注目されている。While wireless communication is used for various purposes, it is problematic that, depending on the service, the requirements for wireless communication quality cannot always be met. The radio wave propagation environment between the communication partner changes depending on the terminal state such as the position, attitude, and movement of the wireless communication terminal, and the static or dynamic objects around it, affecting the communication quality and having a significant impact on the service or system realized by the wireless communication by the wireless communication terminal. In particular, the higher the frequency used, the stronger the directivity of the radio wave, and the more susceptible it is to the influence of the communication quality. In other words, the wireless communication of the wireless communication terminal is affected by both the state of itself and the surrounding environment. For example, the movement of the wireless communication terminal or surrounding objects may change the direction of the antenna directivity and the propagation environment, which may affect the communication quality. Non-Patent
しかしながら、無線通信端末または周辺物体が動くことによるアンテナの指向性の向きや伝搬環境の変化によって生じる通信状態への影響を考慮するためには、無線通信端末の位置や状態を把握していることが必要である。However, in order to take into account the impact on communication conditions caused by changes in the antenna directivity and propagation environment due to the movement of the wireless communication terminal or surrounding objects, it is necessary to know the position and status of the wireless communication terminal.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、無線通信を行う無線通信端末の実空間における情報を抽出することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to extract information in the real space of a wireless communication terminal performing wireless communication.
本発明の一態様の情報出力システムは、無線通信を行う無線通信端末の状態情報を出力する情報出力システムであって、前記無線通信端末の存在する空間をセンシングした実世界情報を収集する収集装置と、前記無線通信端末の無線通信品質を示す無線通信情報を取得する通信装置と、前記実世界情報と前記無線通信情報を入力し、実世界情報と無線通信情報との間の関係性に基づいて、前記実世界情報から前記無線通信端末の状態情報を抽出する推定装置を備え、前記推定装置は、前記実世界情報から無線通信と関連のあるオブジェクト情報を検出し、機械学習済みの実世界・通信モデルに検出したオブジェクト情報と前記無線通信端末の無線通信情報を入力することで、前記実世界情報から前記無線通信端末の状態情報を抽出する。 An information output system of one embodiment of the present invention is an information output system that outputs status information of a wireless communication terminal performing wireless communication, and includes a collection device that collects real world information sensed in a space in which the wireless communication terminal is located, a communication device that acquires wireless communication information indicating the wireless communication quality of the wireless communication terminal, and an estimation device that inputs the real world information and the wireless communication information and extracts status information of the wireless communication terminal from the real world information based on the relationship between the real world information and the wireless communication information, wherein the estimation device detects object information related to wireless communication from the real world information, and extracts status information of the wireless communication terminal from the real world information by inputting the detected object information and the wireless communication information of the wireless communication terminal into a real world/communication model that has been machine-learned .
本発明によれば、無線通信を行う無線通信端末の実空間における情報を抽出することができる。 According to the present invention, it is possible to extract information in the real space of a wireless communication terminal performing wireless communication.
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. Note that components with the same reference numerals in this specification and drawings are considered to be identical to each other.
まず、図1を参照し、本実施形態の状態情報出力システム1の構成例について説明する。図1に示す状態情報出力システム1は、推定装置10、通信情報収集部20、実世界情報収集部30、およびモデル生成装置40を備える。状態情報出力システム1は、無線通信を行う無線通信端末の状態情報をカメラやセンサにより取得される実世界データから抽出して出力するシステムである。状態情報とは、例えば、無線通信端末の位置、姿勢、速度、向き、速度、加速度、角速度、利用形態、保持状態などの無線通信端末の状態を示す情報である。First, referring to FIG. 1, an example of the configuration of the state
通信情報収集部20は、無線通信端末の無線通信情報を収集する。無線通信情報とは、無線通信に関する情報であり、例えば、通信相手となる通信端末の識別番号、通信方式、無線通信信号の電波伝搬情報、電波伝搬情報に関係のあるチャネル関係情報、無線通信信号を介したフィードバック情報、受信信号電力、信号対雑音電力比、信号対干渉雑音電力比、Received Signal Strength Indication(RSSI)、Received Signal Reference Quality(RSRQ)、Quality Of Service(QoS)、Quality Of Experience(QoE)、パケット誤り率、到達ビット数、ビット誤り率、単位時間あたり到達ビット数、Modular Code Index(MCS)、再送回数、パケット到達遅延時間、誤り訂正技術の設定、通信端末利用者契約情報、これらの値の微分情報、および、これらの値から計算式を用いて算出される指標、無線通信システムの周波数、利用するリソースの帯域幅などの周波数条件、無線通信システムが接続されている通信ネットワークの情報、およびこれらの指標に影響を与える通信システムの設定項目を表す。The communication
通信情報収集部20を無線システムごとに複数備えてもよい。例えば、状態情報出力システム1が無線LAN、LTE、5Gなどの無線システムごとに通信情報収集部20を備えて、通信情報収集部20のそれぞれが各無線システムの通信品質を収集する。無線通信情報は、無線システムまたは無線システムが接続される有線ネットワークの情報として得られる。A plurality of communication
実世界情報収集部30は、実世界に存在する物体(無線通信端末を含む)の物理的な位置および動きなどの実世界情報をセンサから収集する。実世界情報とは、対象の無線通信端末が存在する空間のセンシングデータであり、例えば、RGBカメラ、深度カメラ、フレーム差分/背景差分カメラ、LiDARなどのセンサから得られる2次元または3次元の地面、壁、構造物、物体などの物理的な位置や動きの情報である。実世界情報には、さらに、静的な地図情報や、店・商品・交差点・充電場所など空間的な意味情報を含んでもよい。実世界情報収集部30は、複数のセンサから実世界情報を収集してもよいし、複数種類の実世界情報を収集してもよい。実世界情報は、環境情報またはセンサ情報とも称される。The real-world
モデル生成装置40は、通信情報収集部20の収集した無線通信情報と実世界情報収集部30の収集した実世界情報を入力し、無線通信情報と実世界情報の間の関係性を表す実世界・通信モデルを生成する。機械学習として言い換えると、無線通信情報と実世界情報を訓練データとして入力し、実世界または無線通信情報に係るパラメータを出力する実世界・通信モデルの係数を更新する訓練を行い、出力する。例えば、実世界・通信モデルに、対象の無線通信端末の無線通信情報と対象の無線通信端末の存在する環境をセンシングした実世界情報を入力すると、対象の無線通信端末に関する実世界情報が得られる。無線通信情報と実世界情報はシミュレーション空間で生成されたものを使ってもよいし、実測したデータでもよい。The
機械学習は、ニューラルネットワーク、決定木、ランダムフォレスト、など任意の機械学習アルゴリズムを用いることができる。また、機械学習は、教師無し学習、半教師あり学習、教師あり学習を用いることができる。 Machine learning can use any machine learning algorithm, such as neural networks, decision trees, random forests, etc. Machine learning can also use unsupervised learning, semi-supervised learning, and supervised learning.
教師無し学習を用いる場合には、推定装置10は、例えば、実世界情報と無線通信情報を合わせたデータに対し、クラスタリング、グループ分け、潜在構造解析を行い、実世界情報と無線通信情報との間の関係性を分類し、実世界情報の中で、対象の無線通信端末と同じクラスタ、グループ、特徴量となる情報を選択し、実世界における当該無線通信端末に関係の深い事象、つまり当該無線通信端末またはその所有者またはその包含物の位置、姿勢、および動きなどの状態情報を抽出する。具体的な例としては、実世界情報として、RGBイメージを取得し、RGBイメージと、無線通信端末から得られる無線通信情報との関係性を学習し、映像上で関係が深い部分を抽出して、無線通信端末または無線通信端末の所有者または無線通信端末の包含物を判断する。以下、無線通信端末を保持する人(所有者)および無線通信端末を備える車両やロボットなどの包含物を単に無線通信端末と称することもある。これは、無線通信端末の動きが、無線通信情報に影響を与えるため、無線通信端末が動くことで、電波伝搬の条件が変わり、無線通信情報に変化が見えることを利用しており、時系列で関係性を見るなどして、どの実世界情報が、取得したい無線通信端末の無線通信情報に強く影響しているかを抽出することで、無線通信端末を特定できる。When unsupervised learning is used, the
半教師あり学習を用いる場合には、モデル生成装置40は、無線通信と関連のあるオブジェクトを検出するように訓練されたオブジェクト検出アルゴリズム(非特許文献2を参照)を用いてオブジェクト検出モデルを生成する。無線通信と関連があるオブジェクト、とは、人、車、バイク、自転車、ロボット、ドローン、など無線通信端末を搭載している可能性があったり、無線の電波伝搬に影響を与える可能性がある物体のことであり、結果的には無線通信品質に影響を与えないものも含む。推定装置10は、実世界情報をオブジェクト検出モデルに入力して得られたオブジェクト情報(例えば、検出したオブジェクトのクラスとバウンディングボックス情報の時系列データ)と無線通信情報との間の関係性を分類し、オブジェクト情報の中で、対象の無線通信端末と同じクラスタ、グループ、特徴量となる情報を選択し、当該無線通信端末のクラスと、映像上の位置を知ることができる。また、異なる形態の半教師あり学習としては、前述の教師無し学習または半教師あり学習を用い、抽出された無線通信端末の実世界情報上での無線通信端末実世界情報を、無線通信端末に係るものとしてラベルを付け、改めて生成したラベルの実世界情報が抽出できるように教師あり学習により、通信・実世界モデルを訓練してもよい。When semi-supervised learning is used, the
教師あり学習を用いる場合には、モデル生成装置40は、無線通信端末が、どのようなものとしてカメラまたはセンサで検出されるのかあらかじめ分かったうえで、カメラ映像やセンサ情報を生成し、無線通信端末に対する無線通信情報と得られた実世界情報の間の関係性を機械学習によりモデル化し、任意の無線通信情報から、実世界情報における無線通信端末の状態情報を抽出できるように訓練する。例えば、実世界情報として、RGBイメージを取得し、別途用意された無線通信端末のクラス情報付きRGBイメージで訓練されたオブジェクト検出アルゴリズムを用い、得られたオブジェクトのバウンディングボックス情報の時系列データを、当該無線通信端末の無線通信情報との間で教師あり学習でモデル化する。つまり、半教師あり学習において、無線通信と関連があるオブジェクトを用いて無線通信端末に対応するオブジェクト情報を抽出したのに対し、教師あり学習では、カメラやセンサにより無線通信端末を特定したうえで得られる無線通信端末に対応するオブジェクト情報を用い、無線通信情報との間の関係を学習する。無線通信情報と実世界情報を用い、当該無線通信端末のバウンディングボックスを出力するように、実世界・通信モデルを訓練することで、実世界情報と無線通信情報を用いて、実世界情報の中に存在する対象の無線通信端末の状態情報を抽出できるように実世界・通信モデルを形成する。When using supervised learning, the
推定装置10は、モデル生成装置40の生成した実世界・通信モデルを利用し、実世界情報と無線通信情報との間の関係性に基づいて、実世界情報から対象の無線通信端末の状態を抽出する。例えば、対象の無線通信端末の無線通信情報を観測している場合、推定装置10に観測している対象の無線通信端末の無線通信情報と実世界をセンシングした実世界情報を入力すると、推定装置10は、実世界情報から対象の無線通信端末の位置、姿勢、および動きなどの状態情報を抽出する。The
図2に推定装置10の構成の一例を示す。同図に示す推定装置10は、検出部11と抽出部12を備える。
Figure 2 shows an example of the configuration of the
検出部11は、実世界情報として映像情報を入力し、無線通信と関連があるオブジェクトの位置や速度などの状態を検出する。検出部11は、実世界情報から無線通信と関係があるオブジェクトを検出するように機械学習したモデルを利用してもよい。例えば、図3Aに示す監視カメラの映像を検出部11に入力すると、検出部11は、図3Bに示すように映像上の自動車の位置を検出する。図3Bでは、検出部11の検出したオブジェクトをバウンディングボックスで示した。映像中には多数の自動車が存在し、検出部11によって多数の自動車が検出されている。検出部11は、時系列に連続する映像を入力して、自動車の進行方向や速度など様々な状態を検出してもよい。実世界情報抽出部は、映像に加え、例えば、映像周辺の無線通信端末から申告される位置情報を、さらに参照してもよい。無線通信端末の状態を抽出する対象となる無線通信端末から、GPSなど精度の低い位置情報を取得して、抽出部12へ入力し、無線通信端末の状態として、位置情報を高精度化することもできる。The
抽出部12は、実世界・通信モデルを利用して、検出部11の検出したオブジェクトの中から、観測している対象の無線通信端末の無線通信情報と相関の高いオブジェクトを抽出し、抽出したオブジェクトの位置や速度などの状態情報を出力する。図3Bの検出結果からオブジェクトを抽出した結果を図3Cに示す。図3Cのバウンディングボックスで示した自動車が対象の無線通信端末を搭載した自動車である。対象の無線通信端末の無線通信情報は、例えば、対象の無線通信端末からの信号を受信する基地局から得られる。The
抽出部12は、検出部11の検出したオブジェクトと無線通信情報との間の関係性を分類し、オブジェクトの中から、対象の無線通信端末と同じクラスタ、グループ、特徴量となるオブジェクトを抽出し、抽出したオブジェクトの位置や速度などの状態情報を出力してもよい。The
推定装置10で得られた無線通信端末の状態を非特許文献1に記載の通信品質予測に用いることができ、あるいは、対象の無線通信端末の状態と無線通信端末の所有者/包含物の行動履歴や嗜好から所有者/包含物が通信を開始するような次の行動の先読みに利用することができる。または、行動の先読みに対して、基地局の切り替えや帯域の割り当てや、基地局のアンテナやビームパターンの割り当てなどの制御に用いることもできる。例えば、無線通信端末が、通信品質の悪い条件にこれからなることがわかれば、予め基地局を切り替えたり、割り当て帯域を増やしたり、アンテナやビームパターンを当該無線通信端末に対してよりよいものを割り当てることができる。The state of the wireless communication terminal obtained by the
図4に推定装置10の別の構成の一例を示す。同図に示す推定装置10は、図2の推定装置10に予測部13を備えたものである。
Figure 4 shows an example of another configuration of the
予測部13は、対象の無線通信端末の無線通信情報と抽出部12が実世界情報から抽出した対象の無線通信端末の状態情報を入力し、実世界・通信モデルを利用して、対象の無線通信端末の未来の無線通信情報を予測する。予測部13の利用する実世界・通信モデルには、モデル生成装置40の生成した無線通信情報と実世界情報の間の関係性を表す実世界・通信モデルを利用できる。予測部13は、抽出部12から入力される、無線通信端末に対応する実世界情報のみを用いて、未来の無線通信情報を予測してもよいし、抽出部12で抽出された当該無線通信端末に対応する実世界情報および、当該無線通信端末ではない、そのほかの検出部11から入力された実世界情報も含めて用いて未来の無線通信情報を予測してもよいし、さらに通信情報収集部20で取得された、現在または過去の無線通信情報も含めて、未来の無線通信情報を予測してもよい。また、予測部13の出力を未来の無線通信品質の予測結果とせず、予測結果を向上するための無線通信の制御情報としてもよい。制御情報とは、例えば、基地局の切り替えや帯域の割り当てや、データレート/変調方式/誤り訂正符号/空間多重数/通信モードの選択や、基地局のアンテナやビームパターンの割り当てのことである。The
次に、図5のフローチャートを参照し、推定装置10の処理の流れについて説明する。Next, referring to the flowchart in Figure 5, the processing flow of the
ステップS11にて、検出部11は、図3Aの映像を入力し、映像からオブジェクトを検出し、図3Bに示す検出結果を出力する。In step S11, the
ステップS12にて、抽出部12は、図3Bの検出結果と対象の無線通信端末の無線通信情報を入力し、対象の無線通信端末の状態を抽出する。ステップS11において得られる全てのオブジェクトとの関係性を、教師無し学習による分類や、事前に測定したオブジェクト検出結果と無線通信情報の訓練データで学習した教師あり学習による特定を行うことができる。また、ステップS12では、通信端末と関連がある可能性の高いオブジェクトのみ、評価してもよい。あらかじめ、無線通信端末が車と分かっていれば、車に関係する検出結果のみを用いて、対象の無線通信端末を抽出できる。ステップS11において、オブジェクトが、無線通信端末の識別も可能なモデルで抽出された場合、ステップS12は省くこともできる。In step S12, the
ステップS13にて、予測部13は、対象の無線通信端末の無線通信情報と抽出部12の抽出した状態を入力し、対象の無線通信端末の未来の無線通信情報を予測する。ステップS13は無線通信情報の予測ではなく、無線通信情報の制御情報を出力してもよい。また、システムが無線通信端末の実世界での状態の推定が目的であれば、ステップS12の出力を用い、ステップS13を省いてもよい。In step S13, the
次に、図6ないし図8を参照し、本実施形態の効果を実証するために行った実験とその結果を説明する。Next, with reference to Figures 6 to 8, we will explain the experiments conducted to demonstrate the effects of this embodiment and their results.
実験に用いた無線通信端末はLiDARを搭載した自律移動ロボットであり、図6に示す実験エリア内をランダムに移動している。自律移動ロボットは、自己位置情報を端末情報として収集できる。自己位置は、オドメトリとLiDARの測定結果から、Robot OSのAdaptive Monte Carlo Localization(AMCL)により計算される。The wireless communication terminal used in the experiment was an autonomous mobile robot equipped with LiDAR, which moved randomly within the experimental area shown in Figure 6. The autonomous mobile robot can collect its own position information as terminal information. The self-position is calculated by Adaptive Monte Carlo Localization (AMCL) of Robot OS from the measurement results of odometry and LiDAR.
実験エリア内に、2台のカメラ110,120と基地局130を設置した。カメラ110,120で実験エリアを撮影する。図7にカメラ110から得られる映像を示す。映像中には自律移動ロボット140と静止ロボット150が写っている。静止ロボット150は、実験エリアの中央部に配置した別のロボットである。自律移動ロボット140と静止ロボット150のいずれも映像上で検出されて、それぞれの検出位置にバウンディングボックスが得られる。Two cameras 110, 120 and a base station 130 were installed within the experimental area. The experimental area was photographed by the cameras 110, 120. Figure 7 shows an image obtained from the camera 110. The image shows an autonomous mobile robot 140 and a stationary robot 150. The stationary robot 150 is another robot placed in the center of the experimental area. Both the autonomous mobile robot 140 and the stationary robot 150 are detected in the image, and bounding boxes are obtained for each detected position.
基地局130は、自律移動ロボットとの間で無線通信を行う。無線通信は無線LAN(IEEE802.11ac)を用いており、0.2秒間のRSSIの中央値を計測した。The base station 130 performs wireless communication with the autonomous mobile robot. Wireless communication uses wireless LAN (IEEE802.11ac), and the median RSSI value was measured for 0.2 seconds.
バウンディングボックスの映像中の位置(X, Z)、幅Wと高さHの4つの情報に対し、ターゲットのRSSIとの間の関係性を教師無し学習でグルーピングすると、自律移動ロボットのバウンディングボックスの情報はターゲットとなるRSSIとの関係性が高いことが導ける。このように、ある無線通信端末に対するRSSIなどの無線通信情報が得られれば、映像中で検出された物体のバウンディングボックスなどの実世界情報と無線通信情報との間の関係性を教師無し学習により計算することで、対象の無線通信端末または無線通信端末の所有者/包含物に対応するバウンディングボックスを導出できる。 By grouping the relationship between the four pieces of information, the position (X, Z) in the image of the bounding box, its width W, and its height H, and the target's RSSI using unsupervised learning, it can be concluded that the bounding box information of an autonomous mobile robot has a high relationship with the target's RSSI. In this way, if wireless communication information such as the RSSI for a certain wireless communication terminal is obtained, it is possible to derive a bounding box corresponding to the target wireless communication terminal or the owner/inclusion of the wireless communication terminal by calculating the relationship between the wireless communication information and real-world information such as the bounding box of an object detected in the image using unsupervised learning.
続いて、導出されたバウンディングボックスを用いて未来のRSSIを予測した無線通信情報の予測精度について説明する。ここでは、2台のカメラで得られる映像を用いて本実施形態により自律移動ロボットの位置を抽出して未来のRSSIを予測した場合、自律移動ロボットに搭載されたLiDARにより高精度に自己位置推定した結果を用いて未来のRSSIを予測した場合、および過去のRSSIの情報から未来のRSSIを予測した場合について予測精度を評価した。なお、自律移動ロボットの位置からRSSIを予測する予測モデルはランダムフォレストにより構築した。 Next, the prediction accuracy of wireless communication information in which future RSSI is predicted using the derived bounding box will be described. Here, prediction accuracy was evaluated for the following cases: when the position of an autonomous mobile robot is extracted using images obtained by two cameras according to this embodiment and future RSSI is predicted; when future RSSI is predicted using the results of highly accurate self-location estimation by LiDAR mounted on an autonomous mobile robot; and when future RSSI is predicted from past RSSI information. Note that the prediction model for predicting RSSI from the position of an autonomous mobile robot was constructed using random forest.
図8に、各手法における未来の時間での予測精度の評価を示す。グラフの横軸は予測した未来の時間であり、縦軸は予測精度の評価である。縦軸の評価には次式で表されるR2スコアを用いて予測精度を評価した。 Figure 8 shows the evaluation of prediction accuracy for each method at future times. The horizontal axis of the graph is the predicted future time, and the vertical axis is the evaluation of prediction accuracy. The prediction accuracy on the vertical axis was evaluated using the R2 score, which is expressed as the following formula.
ここで、Riはi番目のサンプルでのRSSI値であり、ハット付きRiはランダムフォレストで予測されたRSSI値であり、Raveは用いたデータにおけるRSSIの平均値である。R2が高いほど予測性能が高いことを表す。 where Ri is the RSSI value for the i-th sample, Ri with a hat is the RSSI value predicted by the random forest, and Rave is the average RSSI value for the data used. A higher R2 indicates better prediction performance.
図8において、実線でプロットしたグラフは、本実施形態により得られた自律移動ロボットのバウンディングボックスを用いて未来のRSSIを予測した予測精度の評価である。点線でプロットしたグラフは、自律移動ロボットの自己位置を用いて未来のRSSIを予測した予測精度の評価である。一点鎖線でプロットしたグラフは、過去のRSSIの情報から未来のRSSIを予測した予測精度の評価である。 In Figure 8, the graph plotted with a solid line is an evaluation of the prediction accuracy when predicting future RSSI using the bounding box of the autonomous mobile robot obtained by this embodiment. The graph plotted with a dotted line is an evaluation of the prediction accuracy when predicting future RSSI using the self-position of the autonomous mobile robot. The graph plotted with a dashed dotted line is an evaluation of the prediction accuracy when predicting future RSSI from past RSSI information.
図8より、本実施形態により通信品質を予測したものが最も高い予測性能を得ていることが確認できる。高精度の位置情報を用いたものも同等の予測性能が得られるが、これは無線通信端末からの位置情報のフィードバックを高頻度で取得する必要があり、無線通信回線をひっ迫する問題がある。RSSIは基地局側で測定可能であるが、過去のRSSIから予測する方法では予測性能が著しく低くなる。 From Figure 8, it can be seen that the communication quality predicted by this embodiment has the highest prediction performance. The same prediction performance can be obtained by using highly accurate location information, but this requires frequently obtaining feedback of location information from the wireless communication terminal, which can strain the wireless communication line. Although RSSI can be measured on the base station side, prediction performance is significantly reduced when predicting from past RSSI.
以上説明したように、本実施形態の状態情報出力システム1は、無線通信端末の存在する空間をセンシングした実世界情報を収集する実世界情報収集部30と、無線通信端末の無線通信品質を取得する通信情報収集部20と、実世界情報と無線通信品質を入力し、実世界情報と無線通信品質との間の関係性に基づいて、実世界情報における無線通信端末の状態情報を抽出する推定装置10備える。これにより、実世界情報から無線通信を行う無線通信端末の状態情報を抽出できる。As described above, the status
本実施形態の状態情報出力システム1は、実世界情報と無線通信情報との間の関係性に基づいて、実世界情報から抽出した無線通信端末の状態情報から未来の無線通信情報を予測する予測部を備える。これにより、実世界情報と無線通信情報から未来の無線通信情報の予測が可能になる。The status
上記説明した状態情報出力システム1の備える装置には、例えば、図9に示すような、中央演算処理装置(CPU)901と、メモリ902と、ストレージ903と、通信装置904と、入力装置905と、出力装置906とを備える汎用的なコンピュータシステムを用いることができる。このコンピュータシステムにおいて、CPU901がメモリ902上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、状態情報出力システム1の備える装置が実現される。このプログラムは磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することも、ネットワークを介して配信することもできる。また、状態情報出力システム1の備える装置は、Programmable Logic Device(PLD)およびField Programmable Gate Array(FPGA)等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。The device of the above-described status
1…状態情報出力システム
10…推定装置
11…検出部
12…抽出部
13…予測部
20…通信情報収集部
30…実世界情報収集部
40…モデル生成装置
Reference Signs List 1: State information output system 10: Estimation device 11: Detection unit 12: Extraction unit 13: Prediction unit 20: Communication information collection unit 30: Real world information collection unit 40: Model generation device
Claims (9)
前記無線通信端末の存在する空間をセンシングした実世界情報を収集する収集装置と、
前記無線通信端末の無線通信品質を示す無線通信情報を取得する通信装置と、
前記実世界情報と前記無線通信情報を入力し、実世界情報と無線通信情報との間の関係性に基づいて、前記実世界情報から前記無線通信端末の状態情報を抽出する推定装置を備え、
前記推定装置は、前記実世界情報から無線通信と関連のあるオブジェクト情報を検出し、機械学習済みの実世界・通信モデルに検出したオブジェクト情報と前記無線通信端末の無線通信情報を入力することで、前記実世界情報から前記無線通信端末の状態情報を抽出する
情報出力システム。 An information output system for outputting status information of a wireless communication terminal that performs wireless communication,
A collection device that collects real world information by sensing a space in which the wireless communication terminal exists;
a communication device that acquires wireless communication information indicating a wireless communication quality of the wireless communication terminal;
an estimation device that receives the real world information and the wireless communication information, and extracts state information of the wireless communication terminal from the real world information based on a relationship between the real world information and the wireless communication information ;
The estimation device detects object information related to wireless communication from the real world information, and inputs the detected object information and wireless communication information of the wireless communication terminal into a machine-learned real world/communication model, thereby extracting state information of the wireless communication terminal from the real world information.
Information output system.
前記推定装置は、実世界情報と無線通信情報との間の関係性を分類し、前記無線通信端末の無線通信情報に対応する実世界情報を前記無線通信端末の状態情報として抽出する
情報出力システム。 The information output system according to claim 1,
The estimation device classifies the relationship between real world information and wireless communication information, and extracts real world information corresponding to the wireless communication information of the wireless communication terminal as status information of the wireless communication terminal.
前記推定装置は、前記実世界情報から無線通信と関連のあるオブジェクト情報を検出し、検出したオブジェクト情報と無線通信情報との間の関係性を分類し、前記無線通信端末の無線通信情報に対応するオブジェクト情報を前記無線通信端末の状態情報として抽出する
情報出力システム。 The information output system according to claim 1,
The estimation device detects object information related to wireless communication from the real world information, classifies the relationship between the detected object information and the wireless communication information, and extracts object information corresponding to the wireless communication information of the wireless communication terminal as status information of the wireless communication terminal.
実世界情報から検出される前記無線通信端末に対応するオブジェクト情報と前記無線通信情報とを教師データとして入力し、オブジェクト情報と無線通信情報との間の関係性を機械学習して前記実世界・通信モデルを生成するモデル生成装置を備える
情報出力システム。 The information output system according to claim 1,
and a model generation device that inputs object information corresponding to the wireless communication terminal detected from real world information and the wireless communication information as training data, and performs machine learning on the relationship between the object information and the wireless communication information to generate the real world/communication model.
Information output system.
前記推定装置は、実世界情報と無線通信品質との間の関係性に基づいて、前記無線通信端末の状態情報から前記無線通信端末の未来の無線通信情報を予測し、未来の無線通信品質または無線通信制御方法を出力する
情報出力システム。 5. An information output system according to claim 1,
The estimation device predicts future wireless communication information of the wireless communication terminal from status information of the wireless communication terminal based on the relationship between real world information and wireless communication quality, and outputs the future wireless communication quality or a wireless communication control method.
収集装置が、前記無線通信端末の存在する空間をセンシングした実世界情報を収集し、
通信装置が、前記無線通信端末の無線通信品質を示す無線通信情報を取得し、
推定装置が、前記実世界情報と前記無線通信情報を入力し、実世界情報と無線通信情報との間の関係性に基づいて、前記実世界情報から前記無線通信端末の状態情報を抽出し、
前記推定装置は、前記実世界情報から無線通信と関連のあるオブジェクト情報を検出し、機械学習済みの実世界・通信モデルに検出したオブジェクト情報と前記無線通信端末の無線通信情報を入力することで、前記実世界情報から前記無線通信端末の状態情報を抽出する
情報出力方法。 1. An information output method for outputting status information of a wireless communication terminal that performs wireless communication, comprising:
a collection device that collects real world information obtained by sensing a space in which the wireless communication terminal exists;
A communication device acquires wireless communication information indicating a wireless communication quality of the wireless communication terminal;
an estimation device inputting the real world information and the wireless communication information, and extracting state information of the wireless communication terminal from the real world information based on a relationship between the real world information and the wireless communication information;
The estimation device detects object information related to wireless communication from the real world information, and inputs the detected object information and wireless communication information of the wireless communication terminal into a machine-learned real world/communication model, thereby extracting state information of the wireless communication terminal from the real world information.
Information output method.
前記無線通信端末の存在する空間をセンシングした実世界情報から無線通信と関連のあるオブジェクト情報を検出する検出部と、
前記無線通信端末の無線通信品質を示す無線通信情報を入力し、実世界情報と無線通信情報との間の関係性に基づいて、前記オブジェクト情報の中から前記無線通信端末の無線通信情報と相関の高いオブジェクト情報を前記無線通信端末の状態情報として抽出する抽出部を備え、
前記抽出部は、機械学習済みの実世界・通信モデルに前記オブジェクト情報と前記無線通信端末の無線通信情報を入力することで、前記実世界情報から前記無線通信端末の状態情報を抽出する
推定装置。 An estimation device that outputs state information of a wireless communication terminal that performs wireless communication,
a detection unit that detects object information related to wireless communication from real world information obtained by sensing a space in which the wireless communication terminal exists;
an extraction unit that receives wireless communication information indicating a wireless communication quality of the wireless communication terminal, and extracts, from the object information, object information that is highly correlated with the wireless communication information of the wireless communication terminal based on a relationship between real world information and the wireless communication information, as status information of the wireless communication terminal ;
The extraction unit inputs the object information and the wireless communication information of the wireless communication terminal into a machine-learned real world/communication model, and extracts state information of the wireless communication terminal from the real world information.
Estimation device.
実世界情報と無線通信情報との間の関係性に基づいて、前記無線通信端末の状態情報から前記無線通信端末の未来の無線通信情報を予測し、未来の無線通信品質または無線通信制御方法を出力する予測部を備える
推定装置。 The estimation device according to claim 7,
An estimation device comprising: a prediction unit that predicts future wireless communication information of the wireless communication terminal from state information of the wireless communication terminal based on a relationship between real world information and wireless communication information, and outputs future wireless communication quality or a wireless communication control method.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2020/042321 WO2022102069A1 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Information output system, information output method, estimation device, and program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022102069A1 JPWO2022102069A1 (en) | 2022-05-19 |
| JP7502682B2 true JP7502682B2 (en) | 2024-06-19 |
Family
ID=81600962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022561795A Active JP7502682B2 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Information output system, information output method, estimation device, and program |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7502682B2 (en) |
| WO (1) | WO2022102069A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016170012A (en) | 2015-03-12 | 2016-09-23 | エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社 | POSITIONING DEVICE, POSITIONING METHOD, POSITIONING PROGRAM, AND POSITIONING SYSTEM |
| JP2018026728A (en) | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Kddi株式会社 | Communication quality prediction apparatus, robot, communication quality prediction method, and program |
| JP2020112441A (en) | 2019-01-11 | 2020-07-27 | 株式会社Where | Information processing device, position calculation system |
| US20200329386A1 (en) | 2020-06-26 | 2020-10-15 | Intel Corporation | Automated network control systems that adapt network configurations based on the local network environment |
| WO2020217458A1 (en) | 2019-04-26 | 2020-10-29 | 日本電信電話株式会社 | Communication system and terminal |
-
2020
- 2020-11-12 WO PCT/JP2020/042321 patent/WO2022102069A1/en not_active Ceased
- 2020-11-12 JP JP2022561795A patent/JP7502682B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016170012A (en) | 2015-03-12 | 2016-09-23 | エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社 | POSITIONING DEVICE, POSITIONING METHOD, POSITIONING PROGRAM, AND POSITIONING SYSTEM |
| JP2018026728A (en) | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Kddi株式会社 | Communication quality prediction apparatus, robot, communication quality prediction method, and program |
| JP2020112441A (en) | 2019-01-11 | 2020-07-27 | 株式会社Where | Information processing device, position calculation system |
| WO2020217458A1 (en) | 2019-04-26 | 2020-10-29 | 日本電信電話株式会社 | Communication system and terminal |
| US20200329386A1 (en) | 2020-06-26 | 2020-10-15 | Intel Corporation | Automated network control systems that adapt network configurations based on the local network environment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022102069A1 (en) | 2022-05-19 |
| JPWO2022102069A1 (en) | 2022-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12519700B2 (en) | Method and system for virtual emulation and self-organizing network control using deep generative models | |
| US12028788B2 (en) | Communication system and base station | |
| Wu et al. | Proactively predicting dynamic 6G link blockages using LiDAR and in-band signatures | |
| US12316395B2 (en) | Communication system and terminal | |
| EP3883273A1 (en) | Method, apparatus and computer program for predicting a future quality of service of a wireless communication link | |
| CN113498095B (en) | Method, apparatus and computer program product for predicting future quality of service of a wireless communication link | |
| WO2022006814A1 (en) | Machine learning handover prediction based on sensor data from wireless device | |
| JP7226575B2 (en) | Communication terminal and communication quality prediction method | |
| US20230097606A1 (en) | System, device, method and program that predict communication quality | |
| EP4250662A1 (en) | Utilizing invariant user behavior data for training a machine learning model | |
| JP7530012B2 (en) | Information output system, information output method, information output device, and program | |
| Pradhan et al. | COPILOT: Cooperative perception using Lidar for handoffs between road side units | |
| JP7502682B2 (en) | Information output system, information output method, estimation device, and program | |
| Ali et al. | A comprehensive review of radio signal propagation prediction for terrestrial wireless communication systems | |
| JP7439948B2 (en) | Communication information prediction device, communication information prediction method, and communication information prediction program | |
| JP7505569B2 (en) | Communication information prediction device, communication information prediction method, and communication information prediction program | |
| JP7387575B2 (en) | Device, system, program, and method for controlling terminal communication using priority based on target information | |
| JP7481654B2 (en) | MODEL USE CONTROL SYSTEM, MODEL USE CONTROL METHOD, MODEL USE CONTROL DEVICE, AND MODEL USE CONTROL PROGRAM | |
| Mukhtar | Machine learning enabled-localization in 5g and lte using image classification and deep learning | |
| JP7751244B2 (en) | Communication quality prediction device, communication quality prediction method, and program | |
| EP4224116A1 (en) | Utilizing models to evaluate geolocation estimate quality without independent test data | |
| JP7439947B2 (en) | Communication information prediction device, communication information prediction method, and communication information prediction program | |
| Herlianto et al. | Analysis of wireless measurements and sensor data for autonomous mobility in industrial environments | |
| CN111989546B (en) | Apparatus and method for estimating the physical state of a movable object | |
| CN121842717A (en) | A 6G-based integrated sensing transmission optimization method, system, and storage medium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230412 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240213 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240410 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240507 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240520 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7502682 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |