JP7637345B2 - AUTONOMOUS MOBILE DEVICE, SERVER DEVICE, ANOMALYSIS DETECTION METHOD, AND PROGRAM - Google Patents
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Description
本開示は、自律移動装置、サーバ装置、学習装置、異常検知方法、及びプログラムに関する。 This disclosure relates to an autonomous mobile device, a server device, a learning device, an anomaly detection method, and a program.
近年、ドローンや自動運転車などの自律的に移動する装置(自律移動装置)の研究が盛んになされ、一部で実際に利用されてきている。また、労働者人口の減少や、コスト低減や業務効率化のため、今後、自律移動装置のさらなる普及が見込まれる。例えば、荷物の運搬や配送、配達などの業務が、人及び人が運転する自動車から自律移動装置に置き換わっていくことで、自律移動装置が人の生活に密着した場面で用いられることも見込まれる。そうなると、人の生活空間において自律移動装置が運用されることになるため、自律移動装置は、安全に運行されることが求められるとともに、確実で安定した運行も求められる。 In recent years, autonomously moving devices such as drones and self-driving cars have been actively researched, and some of them are actually being used. Furthermore, autonomous moving devices are expected to become more widespread in the future due to the decline in the working population, cost reduction, and business efficiency. For example, as tasks such as transporting and delivering luggage are replaced by people and cars driven by people, it is expected that autonomous moving devices will be used in situations closely related to people's lives. In that case, autonomous moving devices will be operated in people's living spaces, so they will be required to operate safely as well as reliably and stably.
特許文献1には、受信手段、判別手段、形成手段、及び送信手段を備えたドローン用緊急事態対応指示装置が記載されている。上記受信手段は、無人航空機であるドローンからの信号であって、当該ドローンの状態を示す状態情報を含む状態等通知信号を受信する。上記判別手段は、上記受信手段を通じて状態等通知信号を受信した場合に、状態等通知信号に含まれる状態情報に基づいて、ドローンの状態が緊急事態か否かを判別する。上記形成手段は、上記判別手段でのドローンの状態が緊急事態であると判別した場合に、ドローンに対する対応指示情報を形成する。上記送信手段は、上記形成手段で形成した対応指示情報を送信する。
異常検知に関し、特許文献2には、異常状態データベース、運転マニュアルデータベース、プラント監視部、異常状態判別部、対策検索部、及び通知部を具備するプラント運転支援装置が記載されている。上記異常状態データベースは、プラント本体が異常状態であるときのパラメータの範囲を記録し、上記運転マニュアルデータベースは、異常状態を解消する操作手順を記録する。上記プラント監視部は、プラント本体からパラメータを収集する。上記異常状態判別部は、異常状態データベースを参照し、収集されたパラメータに基づいてプラント本体が異常状態であるかどうかを判別する。上記対策検索部は、プラント本体が異常状態であるとき、操作手順を運転マニュアルデータベースから抽出する。上記通知部は、操作手順を端末機に通知する。
Regarding abnormality detection,
本発明者らは、自律移動装置の安全運行、安定運行について考察した。
自律移動装置を安全に運行するために、つまり自律移動装置や周辺環境に異常が生じてもそもそも衝突などが起き難くするためには、次のような安全対策が考えられる。即ち、安全対策としては、自律移動装置間や自律移動装置と周囲の構造物や周囲の人などとの間隔を十分に大きくとって運用すること、十分に低速で運行すること、墜落や衝突などが起きても問題ない場所に限定して運行することが考えられる。
The present inventors have considered safe and stable operation of an autonomous mobile device.
In order to operate an autonomous mobile device safely, that is, to make it difficult for a collision to occur in the first place even if an abnormality occurs in the autonomous mobile device or the surrounding environment, the following safety measures can be considered: That is, possible safety measures include operating the autonomous mobile devices with a sufficiently large distance between each other and between the autonomous mobile device and surrounding structures or people, operating at a sufficiently slow speed, and operating only in areas where a crash or collision will not cause any problems.
しかしながら、自律移動装置が宅配などの用途で本格的に運用されることを想定すると、自律移動装置が、人がいる街なかで、多数、高密度、高速度で運用できる必要があるが、上記安全対策ではこれらの要件を満たさなくなってしまう。即ち、限定された区域での運用や十分に広い間隔をとっての運用や低速の運用による安全確保では、自律移動装置を多数、高密度、高速度で運用することができない。よって、多数、高密度、高速度で運用でき、且つ、緊急時には安全な対策がとれる仕組みが必要となる。 However, assuming that autonomous mobile devices will be fully deployed for purposes such as home delivery, they will need to be able to operate in large numbers, at high density, and at high speeds in crowded city areas, but the safety measures described above will not meet these requirements. In other words, ensuring safety by operating in limited areas, with sufficiently wide intervals between devices, or at low speeds will not allow for the operation of large numbers of autonomous mobile devices at high density and high speeds. Therefore, a system is needed that allows for operation in large numbers, at high density, and at high speeds, and that also provides safety measures in the event of an emergency.
一方で、自律移動装置によっては、非常に単純な判定で、安全のために停止させる仕組みを持つものもある。例えば、自律移動装置の動作部品の稼働状況を監視して、不調が疑われただけで停止する仕組みや、姿勢センサ、加速度センサなどでセンサ値の閾値を監視し、あるセンサが一定の閾値を超えた場合に停止する仕組みが挙げられる。 On the other hand, some autonomous mobile devices have a mechanism for stopping the device for safety reasons with a very simple judgment. For example, there is a mechanism for monitoring the operating status of the autonomous mobile device's operating parts and stopping the device if a malfunction is suspected, or a mechanism for monitoring the thresholds of sensor values from attitude sensors, acceleration sensors, etc., and stopping the device if a certain sensor exceeds a certain threshold.
しかし、自律移動装置は様々な状況で使われるため、過検知や、不調や異常値の検出で直ちに移動を停止すると、予防的で過剰で運行要件を満たせなくなる場合や必ずしも安全とは言えない場合がある。 However, because autonomous mobile devices are used in a variety of situations, immediately stopping movement due to overdetection, malfunction, or abnormal value detection may be preventative and excessive, failing to meet operational requirements, or may not necessarily be considered safe.
例えば、自律移動装置の一種である自動運転車が高速道路の追い越し車線を運行している場合、異常が疑われる場合であってもその場に停車することは、後続車との衝突を招き危険である。よって、その危険を上回る非常時でなければ、停車しても安全な場所まで走行するべきである。 For example, if a self-driving car, a type of autonomous mobile device, is traveling in the passing lane on a highway, stopping the car on the spot even if an abnormality is suspected could lead to a collision with the car behind, which is dangerous. Therefore, unless there is an emergency that outweighs the risk, the car should continue driving to a safe place where it is safe to stop.
また別の例として、自律移動装置の一種である運輸用途などで街なかで運用されるドローンは地上の人や車両、送電線、重要施設などとの接触の危険があるため、異常が疑われる場合でも、直ちにその場に着陸させるという運用は好ましくない。即ち、その危険を上回る非常時でなければ、着陸しても安全な場所まで運行するべきである。また、ドローンについても、先に述べた通り、今後、高密度、高速度運行が求められることが想定されるため、高速道路における自動運転車の例と同様に、急な着陸動作が周囲の他機との衝突を招く危険もある。 As another example, drones, a type of autonomous mobile device, operated in urban areas for transportation purposes, etc., pose a risk of contact with people or vehicles on the ground, power lines, important facilities, etc., and therefore it is not advisable to immediately land the drone on the spot even if an abnormality is suspected. In other words, unless there is an emergency that outweighs the risk, the drone should be operated to a safe location for landing. As mentioned above, it is expected that high-density, high-speed operation will be required in the future for drones as well, and so sudden landing operations pose a risk of collision with other drones nearby, just as in the case of self-driving cars on highways.
また、運輸用途などで重要な物品を運搬する運行要件である場合には、緊急であっても山奥やへき地や海上、湖上、川など回収困難或いは回収不能になるような場所に停止、着陸させたくない場合もある。 In addition, if the operational requirements are to transport important goods for transportation purposes, etc., even in an emergency, it may not be desirable to stop or land the aircraft in places where recovery would be difficult or impossible, such as deep in the mountains, in remote areas, on the sea, on lakes, or in rivers.
つまり、自律移動装置を異常の疑いで過剰に緊急停止することは運用上不都合があり、運行要件によっては緊急停止がベストな対処方法ではない場合がある。そして、このような場合、判断基準や対策方法などは、運行要件に応じて開発者ではなく運行者が定義できるようになっていることが望まれる。 In other words, making excessive emergency stops of an autonomous mobile device due to suspected abnormalities is inconvenient from an operational standpoint, and depending on operational requirements, an emergency stop may not be the best way to deal with the situation. In such cases, it is desirable for the operator, rather than the developer, to be able to define the criteria and countermeasures according to the operational requirements.
また、緊急時のみ人が遠隔で自律移動装置を操作する方法も考えられるが、この方法は、大量の自律移動装置が運用されるようになると、その数に応じた多くの人員が必要になるため、次の問題が生じ得る。即ち、コスト面や人手確保の面で問題が生じ、多重事故のようなことが起きた場合に、対応できる自律移動装置の数に限界が生じる。 Another possible method would be for humans to remotely operate the autonomous mobile devices only in emergencies, but this method would require a large number of personnel if a large number of autonomous mobile devices were to be operated, which could lead to the following problems. That is, problems would arise in terms of costs and securing manpower, and in the event of a multiple accident, there would be a limit to the number of autonomous mobile devices that can be used.
安全の観点での課題について説明したが、異常の疑いや、ある冗長部品の単一の故障の有無や、センサ情報の閾値と言った単純な基準を契機に、緊急停止、緊急着陸という運用中止となる極端な対処が実行される場合、安定運用の観点でも問題が生じ得る。この問題とは、本来の自律移動装置の目的である、輸送や移動といった、自律移動装置の運用に頻繁に支障をきたしてしまい、例えば決まった時刻までに運搬物を届けるといった運用要件を高頻度で満たせなくなる。 We have explained the issues from a safety perspective, but problems can also arise from the perspective of stable operation if extreme measures such as an emergency stop or emergency landing are implemented to halt operations, triggered by simple criteria such as suspected abnormalities, the presence or absence of a single failure in a redundant part, or a threshold in sensor information. This problem frequently interferes with the operation of the autonomous mobile device, which is the original purpose of the autonomous mobile device, such as transportation and movement, and frequently makes it impossible to meet operational requirements, such as delivering transported goods by a set time.
そのため、自律移動装置においては、異常の度合いや種類を見極められること、多少の異常であれば、運用要件に応じて異常の判定条件や対処方法を開発者ではなく運用者が柔軟に容易に設定できる手段の実現が望まれる。 Therefore, it is desirable for autonomous mobile devices to have a means of determining the degree and type of abnormality, and, if the abnormality is minor, to allow the operator, rather than the developer, to flexibly and easily set the conditions for determining the abnormality and the method of dealing with it in accordance with operational requirements.
それに対し、特許文献1に記載の技術は、ドローンの異常対処として異常検知後の対策を行うことができるが、異常発生前に、異常判定精度を高めて不時着を極力回避しドローンの可用性を高めることはできない。また、特許文献2に記載の技術は、異常状態を判別し、その原因事象を検索し、その原因事象に対応する対策を抽出することができるが、抽出される対策は、各データベースのデータに基づくものであり、プラント毎に運用者が変更することは困難で、汎用性がない。
In contrast, the technology described in
本開示の目的は、対策が必要となるような異常な状態を自律移動装置の運用者が望む判定条件で検知することが可能な自律移動装置、サーバ装置、学習装置、異常検知方法、及びプログラム等を提供することにある。 The objective of the present disclosure is to provide an autonomous mobile device, a server device, a learning device, an anomaly detection method, a program, etc., that are capable of detecting abnormal conditions that require countermeasures using judgment conditions desired by the operator of the autonomous mobile device.
本開示の第1の態様に係る自律移動装置は、自律移動装置における現在の状態を検知するセンサ群と、前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定部と、前記状態推定部での推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定部と、前記状態推定部で異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定部と、前記第1異常判定部での判定結果と前記第2異常判定部での判定結果とを出力する出力部と、前記第2異常判定部の判定基準を設定する基準設定部と、を備えたものである。前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである。 The autonomous mobile device according to the first aspect of the present disclosure includes a sensor group that detects the current state of the autonomous mobile device, a state estimation unit that estimates which of a plurality of predetermined state labels the current state of the autonomous mobile device corresponds to based on the detection result by the sensor group, a first abnormality determination unit that determines whether the current state is an abnormal state that requires a measure to change the state based on the estimation result by the state estimation unit, a second abnormality determination unit that determines which of a plurality of countermeasure labels or a normal label the current state corresponds to based on the results estimated multiple times by the state estimation unit, an output unit that outputs the determination results by the first abnormality determination unit and the determination results by the second abnormality determination unit, and a criterion setting unit that sets a judgment criterion for the second abnormality determination unit. The multiple countermeasure labels are labels that are predetermined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results estimated multiple times is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure.
本開示の第2の態様に係るサーバ装置は、自律移動装置から前記自律移動装置における現在の状態を検知するセンサ群で取得された検知結果を受信する受信部と、前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定部と、前記状態推定部での推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定部と、前記状態推定部で異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定部と、前記第1異常判定部での判定結果と前記第2異常判定部での判定結果とを出力する出力部と、前記第2異常判定部の判定基準を設定する基準設定部と、を備えたものである。前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである。 The server device according to the second aspect of the present disclosure includes a receiving unit that receives, from an autonomous mobile device, a detection result obtained by a sensor group that detects the current state of the autonomous mobile device; a state estimation unit that estimates which of a plurality of predetermined state labels the current state of the autonomous mobile device corresponds to based on the detection result by the sensor group; a first abnormality determination unit that determines whether the current state is an abnormal state that requires a measure to change the state based on the estimation result by the state estimation unit; a second abnormality determination unit that determines which of a plurality of countermeasure labels or a normal label the current state corresponds to based on the results estimated multiple times by the state estimation unit; an output unit that outputs the determination results by the first abnormality determination unit and the determination results by the second abnormality determination unit; and a criterion setting unit that sets a judgment criterion for the second abnormality determination unit. The multiple countermeasure labels are labels that are predetermined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results estimated multiple times is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure.
本開示の第3の態様に係る学習装置は、自律移動装置における現在の状態を検知するセンサ群で取得された検知結果を取得する取得部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記取得部で取得された検知結果を複数回分入力し複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれかを出力する、対策ラベル出力用の学習済みモデルを生成するものである。前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである。 The learning device according to the third aspect of the present disclosure includes an acquisition unit that acquires detection results acquired by a group of sensors that detect the current state of an autonomous mobile device, and a control unit, and the control unit generates a trained model for outputting countermeasure labels by inputting multiple detection results acquired by the acquisition unit and outputting one of multiple countermeasure labels and a normal label. The multiple countermeasure labels are labels that are predetermined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the multiple estimated results is a historical abnormal state that requires countermeasures to change the state, and the normal label is a label that does not require countermeasures.
本開示の第4の態様に係る異常検知方法は、自律移動装置における現在の状態を前記自律移動装置内のセンサ群で検知した結果を取得する取得ステップと、前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定ステップと、前記状態推定ステップでの推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定ステップと、前記状態推定ステップで異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定ステップと、前記第1異常判定ステップでの判定結果と前記第2異常判定ステップでの判定結果とを出力する出力ステップと、前記第2異常判定ステップの判定基準を設定する基準設定ステップと、を備えたものである。前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである。 The anomaly detection method according to the fourth aspect of the present disclosure includes an acquisition step of acquiring the results of the current state of the autonomous mobile device detected by a group of sensors in the autonomous mobile device, a state estimation step of estimating which of a plurality of predetermined state labels the current state of the autonomous mobile device corresponds to based on the detection results by the group of sensors, a first anomaly determination step of judging whether the current state is an abnormal state that requires a measure to change the state based on the estimation result in the state estimation step, a second anomaly determination step of judging which of a plurality of countermeasure labels or a normal label the current state corresponds to based on the results estimated multiple times at different times in the state estimation step, an output step of outputting the judgment results in the first anomaly determination step and the judgment results in the second anomaly determination step, and a criterion setting step of setting a judgment criterion for the second anomaly determination step. The multiple countermeasure labels are labels that are predetermined for each of the countermeasures to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results estimated multiple times is a historical abnormal state that requires a measure to change the state, and the normal label is a label that does not require a measure.
本開示の第5の態様に係るプログラムは、自律移動装置内に具備された又は前記自律移動装置に接続されたコンピュータに、前記自律移動装置における現在の状態を前記自律移動装置内のセンサ群で検知した結果を取得する取得ステップと、前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定ステップと、前記状態推定ステップでの推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定ステップと、前記状態推定ステップで異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定ステップと、前記第1異常判定ステップでの判定結果と前記第2異常判定ステップでの判定結果とを出力する出力ステップと、前記第2異常判定ステップの判定基準を設定する基準設定ステップと、を実行させる、ものである。前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである。 The program according to the fifth aspect of the present disclosure causes a computer provided in an autonomous mobile device or connected to the autonomous mobile device to execute the following steps: an acquisition step of acquiring the results of the current state of the autonomous mobile device detected by a group of sensors in the autonomous mobile device; a state estimation step of estimating which of a plurality of predetermined state labels the current state of the autonomous mobile device corresponds to based on the detection results by the group of sensors; a first abnormality determination step of determining whether the current state is an abnormal state that requires a measure to change the state based on the estimation result in the state estimation step; a second abnormality determination step of determining which of a plurality of countermeasure labels or a normal label the current state corresponds to based on the results estimated multiple times at different times in the state estimation step; an output step of outputting the determination results in the first abnormality determination step and the determination results in the second abnormality determination step; and a criterion setting step of setting a judgment criterion for the second abnormality determination step. The multiple countermeasure labels are labels that are predetermined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results estimated multiple times is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure.
本開示により、対策が必要となるような異常な状態を自律移動装置の運用者が望む判定条件で検知することが可能な自律移動装置、サーバ装置、学習装置、異常検知方法、及びプログラム等を提供することができる。 This disclosure makes it possible to provide an autonomous mobile device, a server device, a learning device, an anomaly detection method, a program, and the like that can detect abnormal conditions that require countermeasures using the judgment criteria desired by the operator of the autonomous mobile device.
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一又は同等の要素には、同一の符号を付すことがあり、重複する説明は適宜省略される。 Hereinafter, the embodiments will be described with reference to the drawings. Note that in the embodiments, the same or equivalent elements may be given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted as appropriate.
<実施形態1>
図1を参照しながら、実施形態1に係る自律移動装置(自律移動機器)について説明する。図1は、実施形態1に係る自律移動装置の一構成例を示すブロック図である。
<
An autonomous mobile device (autonomous mobile equipment) according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the autonomous mobile device according to the first embodiment.
図1に示すように、本実施形態に係る自律移動装置1は、複数のセンサ(センサ群)1a、状態推定部1b、第1異常判定部1c、第2異常判定部1d、出力部1e、及び基準設定部1fを備える。なお、自律移動装置1は、外部の装置との通信を行う通信部(図示せず)を備えることもできる。この通信部は、自律移動装置1の種類、外部とのデータの通信タイミングなどによって、無線通信部及び有線通信部の少なくとも一方とすることができる。
As shown in FIG. 1, the autonomous
自律移動装置1は、自律的に移動することが可能な装置であり、センサ群1aから出力された検知結果(センサデータ)に基づき、移動中(運行中)の状態が異常な状態でないかを検知することができる。
The autonomous
本実施形態に係る自律移動装置1は、移動中における自律移動装置1の状態が異常であるかの監視(検知)が必要となるような移動機器全般に適用でき、その管理に好適に利用することができる。自律移動装置1は、情報処理能力を持ち、アクチュエータなどを制御して、自律的に移動を行い、運搬や移動を担う機器全般とすることができる。
The autonomous
自律移動装置1としては、例えば、自動運転自動車、自動運転列車、自動航行船舶、自動飛行する航空機、ドローン、工場や倉庫等で用いられるAGV(自動搬送車)、走行機能や脚での移動機能を持つロボット、ロボット電動車いす、自動二輪車などが挙げられる。ここで、ドローンは、上空を飛行する無人航空機等の飛行体に限らず、地上、上空、水上、水中、宇宙など、その動作環境を問わない。また、ロボットは、走行、歩行など、その移動方式を問わない。さらに、自律移動装置1としては、例えば、フォークリフト、建機や重機等の工事用車両、鉄道車両、タクシー、トラック等の物流に用いられる車両、警察車両、消防車両なども挙げられる。ここで、鉄道車両は、ライトレール、鉄輪式、新交通システム、モノレール、磁気浮上式など、その移動方式を問わない。また、自律移動装置1は、ある時は自律的に動作し、ある時は人間による指示や操作で動作するモード切替えのある機器や、自律動作の一部を人間の操作や指示と協調して移動する機器も含まれる。即ち、自律移動装置1は、自律的に移動可能であればよく、外部のコントローラからの制御に従い、或いは搭乗者の操作に従い、移動する機能を有することもできる。
Examples of the autonomous
センサ群1aは、自律移動装置1における現在の状態を検知する。ここで、現在の状態とは、センサ群1aに含まれるセンサそれぞれについて、設置箇所における検知対象を計測した結果のセンサ値、或いはそのセンサ値が示す状態を指すことができ、主に移動状態(運行状態)が含まれる。上記移動状態は、自律移動装置1の傾きや位置などを含むことができる。なお、上記設置箇所や上記検知対象は、一般的に自律移動装置1の種別や形状によって異なることになる。また、センサ群1aは、自律移動装置1の制御に必要な複数のセンサで構成されることができ、自律移動装置1自身の状態を収集するセンサ群だけでなく、周囲(周囲環境)の状態を収集するセンサ群も含むことができる。また、センサ群1aにおける検知間隔は問わないが、素早い検知のためには短いことが望ましい。また、センサ群1aに属するセンサそれぞれの検知間隔は同じであることが好ましいが、異なってもよく、各センサで検知時刻が若干ズレた検知データを同時刻と取り扱うこともできる。
The sensor group 1a detects the current state of the autonomous
各部1b~1fの一部又は全部は、自律移動装置1の全体を制御する制御部(図示せず)として構成することができる。この制御部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、作業用メモリ、及びプログラムを記憶した不揮発性の記憶装置などによって実現することができる。このプログラムは、各部1b~1fの一部又は全部の機能を実現するための処理を実行するプログラムとすることができる。また、この制御部は、例えば集積回路(Integrated Circuit)によって実現することもできる。
Some or all of the units 1b to 1f can be configured as a control unit (not shown) that controls the entire autonomous
状態推定部1bは、センサ群1aによる検知結果に基づき、自律移動装置1における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する。状態推定部1bによる状態推定により、複数のセンサの情報(例えば各数値やON/OFFやモードなど)の組み合わせから、人間が理解しやすい、自律移動装置1の状態を表す状態ラベルに変換することができる。これにより、自律移動装置1の状態に対する対処方法の定義が簡潔かつ容易になる。さらに、これにより、自律移動装置1の設計開発段階に開発者が制御則や機構や回路やソフトウェアとして予め組み込むのではなく、運用段階になってから自律移動装置1の利用者が柔軟に非常時動作を定義することができるようになる。ここで、対処方法の定義とは、後述する対策の定義やその対策を実施する際の判定の基準の定義などを指す。
The state estimation unit 1b estimates which of a number of predefined state labels the current state of the autonomous
第1異常判定部1cは、状態推定部1bでの推定結果(つまり状態推定部1bで推定された状態ラベル)に基づき、現在の状態が当該状態を変えるための対策を必要とする異常状態(要対策状態)であるか否かを判定する。
The first
第2異常判定部1dは、状態推定部1bで異なる時間に複数回推定された結果(複数回又は複数種類の状態ラベル)に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する。この判定のために、状態推定部1bでの推定結果は履歴として保存しておけばよい。
The second
上記複数の対策ラベルは、複数回推定された結果が示す自律移動装置1の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態(要対策状態)であることを示すために、対策毎に予め定められたラベルである。つまり複数回推定された結果に応じて実行する対策毎に対策ラベルが設定されており、更に換言すれば、判定結果が示す対策ラベル毎に対策が設定されている。また、上記正常ラベルは対策が不要なラベルであり、正常ラベルに該当すると判定された場合には対策が不要であることを意味する。
The multiple countermeasure labels are labels that are predefined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous
出力部1eは、第1異常判定部1cでの判定結果と第2異常判定部1dでの判定結果とを出力する。それらの出力先としては、例えば、自律移動装置1の移動を制御する図示しない移動制御部(駆動制御部)を含むことができ、これにより判定結果に応じた移動の制御が可能となる。
The
そして、基準設定部1fは、第2異常判定部1dの判定基準を設定する。基準設定部1fは、自律移動装置1の本体に設けられた操作部(操作受付部)とすること、外部装置からの通信により設定できるように設定信号を受信する受信部とすること、或いはそれらの双方とすることができる。
Then, the standard setting unit 1f sets the judgment criteria for the second
また、第2異常判定部1dは、状態推定部1bで異なる時間に複数回推定された結果を入力し状態推定部1bでの推定結果を入力し複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれかを出力する第1学習済みモデルを用いて、判定を実行することもできる。この学習済みモデルや後述する学習済みモデルにおけるアルゴリズム等は問わず、判定が行えればよい。無論、第2異常判定部1dは学習済みモデルを用いずに予め定められた定義式等により判定を行うこともでき、この点については第1異常判定部1cや状態推定部1bについても同様である。
The second
また、第1異常判定部1cも、現在の状態を変えるための対策の種類毎に予め定められた複数の対策ラベルと対策が不要な正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定することが好ましい。ここでの対策ラベル及び正常ラベルも第2異常判定部1dでのそれらと同様の定義とすることができるが、1回の状態検知結果からの判定である点が異なるため、基本的には判定基準が異なることになる。つまり、第1異常判定部1cでの対策ラベル及び正常ラベルのラベル群は、第2異常判定部1dでの対策ラベル及び正常ラベルのラベル群と、共通するラベルを有することができるが、少なくとも判定基準が異なることになる。
The first
そして、第1異常判定部1cは、状態推定部1bでの推定結果を入力し複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれかを出力する第2学習済みモデルを用いて、判定を実行することもできる。
The first
また、状態推定部1bは、センサ群1aによる検知結果を入力し複数の状態ラベルの中のいずれかを出力する第3学習済みモデルを用いて、推定を実行することもできる。このように、機械学習を用いた状態推定部1bによる状態推定により、複数のセンサの情報(数値やON/OFFやモードなど)の組み合わせから、人間が理解しやすい自律移動装置の状態を表す状態ラベルに変換することができる。機械学習を用いることで、更に状態ラベルの推定を正確に行うようにすることができる。 The state estimation unit 1b can also perform estimation using a third learned model that inputs the detection results from the sensor group 1a and outputs one of multiple state labels. In this way, state estimation by the state estimation unit 1b using machine learning can convert a combination of information from multiple sensors (such as numerical values, ON/OFF, and mode) into a state label that represents the state of the autonomous mobile device that is easy for humans to understand. By using machine learning, it is possible to estimate the state label more accurately.
なお、判定や推定に用いることができる各学習済みモデルについては、図2を参照しながら後述する。各学習済みモデルは1つの学習済みモデルとして構築することもできる。また、各学習済みモデルは、制御部の内部に記憶しておくなど、自律移動装置1の内部に保存しておくことができるが、外部のサーバ装置に保存しておくこともできる。サーバ装置に各学習済みモデルを記憶しておく場合、自律移動装置1は、センサ群1aでの検知結果を送信し、その応答として判定や推定の結果を得ることができる。
Each trained model that can be used for judgment and estimation will be described later with reference to FIG. 2. Each trained model can also be constructed as a single trained model. In addition, each trained model can be stored inside the autonomous
上述したように、状態ラベルを用いることで、運用段階になってから自律移動装置1の利用者(運用者)が柔軟に非常時動作(対策を施す必要があるときの動作)を定義することができるようになり、この点は学習済みモデルを用いない場合にも同様である。さらに、このような、人間が理解しやすい自律移動装置の状態を表す状態ラベルを用いることで、自律移動装置1に対してより複雑な非常時動作を利用者が定義できるようになる。例えば次のことが可能になる。
As described above, the use of state labels allows the user (operator) of the autonomous
即ち、人間が理解しやすい自律移動装置1の状態を表す状態ラベルに対して人間が対処方法を容易に定義できる手段とその定義に基づいて自律移動装置1の動作を変える手段を提供することができる。また、この対処方法については、自律移動装置1の状態が状態ラベルで表現可能になったことで、第2異常判定部1dでの判定のように、時間経過を考慮に入れた、より複雑で異常な自律移動装置の使い方の定義とその対処の定義が基準設定部1fから可能になる。また、基準設定部1fは、第2異常判定部1dの判定基準を設定できる構成であるが、第1異常判定部1cの判定基準の設定も可能に構成しておくことが好ましい。この場合には第1異常判定部1cでも判定結果をラベルとして出力ようにしておけば容易に定義の変更ができる。
In other words, it is possible to provide a means for humans to easily define countermeasures for state labels that represent the state of the autonomous
これらの仕組みにより、異常発生時など自律移動装置1が特定の状態に陥った際に適した対処動作を自動で行えるだけでなく、自律移動装置の設計開発時に予め固定で組み込む必要があった対処動作を、運用者が後から容易に変更できるようになる。この変更は、運用者が、例えば運行の時々の積み荷の価値や特性、運行の契約条件などに応じて行うことができる。
These mechanisms not only enable the autonomous
以上のように、状態推定部1bによる状態推定により、自律移動装置1の状態を人が理解しやすい形式で表現するため、その状態に対しての対処方法の定義を簡単に行うこと、つまり各種ルールを簡潔に記述することができる。ここでは、多数のセンサの数値、ステータスなどの数値、値の組み合わせやレンジに対して定義するのではなく、可読性の高い組み合わせラベルに対して記述すれば良い点で、簡潔に記述できると表現している。
As described above, state estimation by the state estimation unit 1b allows the state of the autonomous
例えば、ルールが簡潔に記述されることによって、自律移動装置の異常時の動作を、運搬物や周囲の環境、機体や積み荷の価格や、運行の目的に応じて可変にすることができる。さらに、自律移動装置1の状態が人が理解しやすい形式で表現されているため、その状態に対しての対策の定義とその判定の定義(例えば実施形態2で説明する試験の定義とその判定の定義)を簡単に行うことができる。
For example, by describing the rules concisely, the behavior of the autonomous mobile device in the event of an abnormality can be varied according to the transported goods and the surrounding environment, the price of the vehicle and cargo, and the purpose of operation. Furthermore, because the state of the autonomous
また、ルールに記述が簡潔にできるようになることで、異常判定のルールを制御部の制御則としての実装ではなく(自律移動装置1の設計開発の専門知識必要)としてではなく、利用者が定義ファイルとして簡潔に記述できるようになる。また、ルールに記述が簡潔にできるようになることで、単純な異常判定ルールだけでなく、履歴を考慮したより複雑な条件も簡潔に定義できるようになる。 Also, by being able to concisely describe rules, users can concisely describe anomaly detection rules as definition files, rather than implementing them as control laws in the control unit (which requires specialized knowledge in the design and development of the autonomous mobile device 1). Also, by being able to concisely describe rules, users can concisely define not only simple anomaly detection rules, but also more complex conditions that take history into account.
例えば、発生回数での判定ルールの例として、Aという状態が一定時間内に一定件数生じたら異常と判定するように定義することもできる。また、発生順不同の組み合わせでのルールの例として、一定時間内にAという状態とBという状態とCという状態が発生した場合に異常と判定するように定義することもできる。また、順序が重要な組み合わせでのルールの例として、一定時間内にAという状態の後Bという状態の後Cという状態が発生したら異常と判定するように定義することもできる。これらの例のように、複雑な条件が容易に定義できるようになる。無論、状態の組み合わせはA,B,Cの3つに限ったものではなく、2以上の状態の組み合わせについて容易に定義することができる。 For example, as an example of a judgment rule based on the number of occurrences, it can be defined so that if state A occurs a certain number of times within a certain time period, it is judged to be an abnormality. As an example of a rule for combinations that occur in no particular order, it can be defined so that if states A, B, and C occur within a certain time period, it is judged to be an abnormality. As an example of a rule for combinations where the order is important, it can be defined so that if state A, state B, and state C occur within a certain time period, it is judged to be an abnormality. As shown in these examples, complex conditions can be easily defined. Of course, the combinations of states are not limited to A, B, and C, and combinations of two or more states can be easily defined.
また、このようにルールを容易に運用者が設定できるようになることで、異常と過剰に誤検知され、即時緊急動作となっていたような場面でも、それをしなくて良くなるため、自律移動装置1の運用の可用性が高まる。
In addition, by allowing the operator to easily set rules in this way, there will be no need to take immediate emergency action in situations where excessive abnormality detections would occur, thereby increasing the availability of the autonomous
以上により、本実施形態に係る自律移動装置1では、異常の分類とそれに対する対応動作を開発者ではなく運用者が業務要件に合わせてより細かく、柔軟に定義、動的に定義できるようになる。つまり、本実施形態によれば、対策が必要となるような異常な状態を自律移動装置1の運用者が望む判定条件で検知することが可能になる。これにより、異常発生時に所定の場所に移動する、緊急停止(着陸)といった定型の対処しかできなかった自律移動装置に対して、自律移動装置1の方が可用性が高くなる。
As described above, in the autonomous
次に、図2を参照しながら、自律移動装置1で利用する学習済みモデルについて説明する。図2は、自律移動装置1で利用する学習済みモデルを生成する学習装置の一構成例を示すブロック図である。
Next, the trained model used by the autonomous
図2に示すように、学習装置2は、取得部2a及び制御部2bを備えることができる。ここで制御部2bは記憶部2cを備えることができる。なお、学習装置2は自律移動装置1内部に備えることもできる。
As shown in FIG. 2, the
取得部2aは、自律移動装置1における現在の状態を検知するセンサ群で取得された検知結果を取得する。学習装置2が自律移動装置1の外部にある場合には、取得部2aは可搬記録媒体を介して検知結果を読み込む読み込み部、あるいは、有線又は無線通信により検知結果を受信する受信部とすることができる。学習装置2が自律移動装置1の内部に備えられる場合、取得部2aは、内部の配線を介してセンサ群1aから検知結果を取得すればよい。
The
制御部2bは、取得部2aで取得された検知結果を複数回分入力し複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれかを出力する、対策ラベル出力用の学習済みモデルを生成する。なお、複数の対策ラベルや正常ラベルについては上述した通りである。
The
対策ラベル出力用の学習済みモデル2eは、記憶部2cに記憶した未学習モデル2dに複数回の検知結果を入力して機械学習を行うことで構築された学習モデルとすることができ、これも記憶部2cに記憶させることができる。
The trained model 2e for outputting countermeasure labels can be a trained model constructed by inputting multiple detection results into the
また、制御部2bは、取得部2aで取得された検知結果を入力し自律移動装置1の現在の状態を示すために予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれかを出力する、状態ラベル出力用の学習済みモデルを生成するように構成することもできる。また、状態ラベル出力用の学習済みモデルも、同様に、記憶部2cに記憶した未学習モデル2dに検知結果を入力して機械学習を行うことで構築された学習モデルとすることができ、これも記憶部2cに記憶させることができる。
The
制御部2bは、自律移動装置1の全体を制御する制御部と同様に、例えば、CPU、作業用メモリ、及びプログラムを記憶した不揮発性の記憶装置などによって実現することができる。このプログラムは、学習済みモデル生成プログラムとすることができる。
The
このように、本実施形態に係る学習装置2では、対策が必要となるような異常な状態を自律移動装置の運用者が望む判定条件で検知することが可能な自律移動装置で利用できる学習済みモデルを生成することができる。
In this way, the
<実施形態2>
実施形態2について、図3~図25を参照しながら、実施形態1との相違点を中心に説明するが、実施形態1で説明した様々な例が適用できる。以下、本実施形態に係る自律移動装置としてドローンを採用した例を念頭に置いて説明するが、ドローンを他種の自律移動装置に置き換えて考えても、本質的には変わらない。
<
3 to 25, the second embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment, but the various examples described in the first embodiment can also be applied. The following description will be given with an example in mind in which a drone is used as the autonomous mobile device according to this embodiment, but the present invention will be essentially the same even if the drone is replaced with another type of autonomous mobile device.
図3は、実施形態2に係る自律移動装置の一構成例を示すブロック図である。図3に示すように、本実施形態に係る自律移動装置10は、センサ群11、状態推定部12、状態異常判定部13、状態履歴異常判定部14、試験実施部15、対策決定部16、移動制御部17、及び基準設定部18を備えることができる。自律移動装置10としては、実施形態1に係る自律移動装置1として例示した様々な例が適用できる。自律移動装置は、一般的にはセンサ群11と移動制御部17と簡易な異常検出手段を備えて自律運行を行うのみであるが、本実施形態に係る自律移動装置10は更に各部12~16,18を有するものとなる。
Figure 3 is a block diagram showing an example of the configuration of an autonomous mobile device according to
センサ群11はセンサ群1aに相当し、状態推定部12は状態推定部1bの一例、状態異常判定部13は第1異常判定部1cの一例、状態履歴異常判定部14及び試験実施部15は第2異常判定部1dの一例、対策決定部16は出力部1eの一例である。また、基準設定部18は基準設定部1fの一例である。なお、状態履歴異常判定部14及び試験実施部15はそのいずれか一方のみを搭載することもできる。
The
図3に示す各構成要素は、コンピュータ上のプログラムでもよく、電気電子回路で構成されていてもよく、プログラムと電気電子回路の複合などであっても構わない。図3において線でつながる構成要素間は情報のやり取りができる。これもプログラムであれば共有のメモリやストレージ等を介して要素間情報の授受をしてもよいし、実装上ユニットが分かれているのであれば、通信を介して情報の授受をしてもよい。また、図3のセンサ群11以外の構成要素の全て又は一部が通信を介してつながる自律移動装置10の外部の装置に搭載し処理をさせることもでき、この例については実施形態3として後述する。例えば、自律移動装置10と通信を介してつながった管理装置等のサーバ装置(クラウドサーバ装置であってもよい)などで同様の処理を自律移動装置10に代わって実行するようにしても。以下、各構成要素の詳細について説明する。
Each component shown in FIG. 3 may be a program on a computer, may be composed of an electric/electronic circuit, or may be a combination of a program and an electric/electronic circuit. Information can be exchanged between components connected by lines in FIG. 3. If the components are programs, information between the components may be exchanged via shared memory or storage, or if the units are separate for implementation, information may be exchanged via communication. In addition, all or part of the components other than the
(センサ群11)
まず、センサ群11は、自律移動装置10に搭載されているセンサ群である。自律移動装置10に限らず、一般的に自律移動装置にその制御に必要な自身の状態や周囲の状態を収集するために搭載されているような複数の様々なセンサを、センサ群11として採用することができる。
(Sensor group 11)
First, the
自律移動装置の一種であるドローンを例に挙げて、センサ群11の例を説明する。センサ群11としては、機体の速度を観測する速度センサ、機体の加速度を観測する加速度センサ、機体のロールとピッチとヨーを観測するジャイロセンサ、飛行に使用する各ロータの回転数を観測する回転センサを含むことができる。また、センサ群11としては、自機の高度を観測するための気圧センサや高度センサ、自機からの方位を観測するための地磁気センサ、回路やロータの発熱を検知する温度センサなども含むことができる。無論、センサ群11は、これらの例の全てを含む必要はなく、一部のみを含むことができ、またこれらの例に限らず他種のセンサを含むこともできる。
An example of the
例えば、センサ群11に含まれる他のセンサとしては、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System/全球測位衛星システム)における位置情報を取得するセンサが挙げられる。なお、GNSSは、GPS(Global Positioning System)、GLONASS(Global Navigation Satellite System)、Galileo、準天頂衛星システム等の衛星測位システムの総称である。ここで、準天頂衛星システムは、QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)である。このセンサにより、自律移動装置10は、GNSS信号を受信して、自機の空間内における位置を測位して位置情報を得ることができる。また、センサ群11に含まれるセンサは、光学式カメラやステレオカメラとすることもでき、カメラで取得された映像を情報処理して、自機の位置や姿勢を求めることもできる。また、センサ群11に含まれるセンサは、音波センサ、超音波センサ、2D-LiDAR、3D-LiDARなどとすることもできる。この場合、自律移動装置10は、音波やレーザを用いたセンシング装置から得られる波形データや点群データなどを情報処理して、自機の位置や姿勢、周囲の状況などを求めて得ることができ、このようにして得られた情報もセンサ情報と言える。よって、これらのように情報処理を必要とするセンサもセンサ群11に含めることができる。
For example, other sensors included in the
また、自律移動装置10の動作モード(モードのOn/Offや現在のモードなど)や他の搭載装置(例えばロータなどの状態や、自律制御に用いられる制御装置のログデータなども、センサ情報と言えるため、このような情報を提供する装置もセンサ群11に含めることができる。ここで、ロータの状態としては、有効/無効や正常/異常や回転速度、出力、温度などが挙げられる。
In addition, the operating mode of the autonomous mobile device 10 (mode On/Off, current mode, etc.) and the state of other mounted devices (such as the rotor, etc.) and log data of the control device used for autonomous control can also be considered sensor information, so devices that provide such information can also be included in the
本実施形態ではなく一般的な自律移動装置の場合、センサ群11で収集されたセンシング結果を次に説明する移動制御部17に入力し、単純な自律制御を行うが、本実施形態に係る自律移動装置10は各部12~16,18を備える。
In the case of a general autonomous mobile device, rather than the present embodiment, the sensing results collected by the
(移動制御部17)
移動制御部17は、自律移動装置10の移動を制御する制御部であり、駆動制御部と称することもできる。移動制御部17は、センサ群11から与えられたセンシング情報を元に、自律移動装置10に搭載されたロータなどのアクチュエータを制御し、自律制御行う頭脳にあたる部分である。自律移動装置10は、運行開始時に与えられたルートや座標や姿勢、速度で運行するように自律制御を行うため、制御の誤差や、風などの外乱で多少位置などがずれても、センシング情報を元にアクチュエータを制御して自力で本来の位置、姿勢、速度を維持できる。これは自律移動装置一般に搭載されている機能である。また、一般的な自律移動装置では、一部ロータの停止、地上との通信断、大きな経路外れなど検出が簡単な単純な異常については、予め定めておいた座標に移動する、高度を下げその場に緊急着陸するなど、最小限の対処機能が組み込まれている場合もある。しかし、本実施形態に係る自律移動装置10では、この対処機能が過剰に実行されるような場面でも運用者が望むように制御を可能にする。
(Movement control unit 17)
The
(状態推定部12)
図4~図10を参照しながら状態推定部12について説明する。図4は図3の自律移動装置10における状態推定部12の一構成例を示すブロック図である。
(State Estimation Unit 12)
The
状態推定部12は、センサ群11から送られた多岐にわたるセンサ情報の組み合わせを、人が理解しやすい状態を表す名前とその確度に変換する機能部である。実施形態1と同様に、この状態を表す名前を状態ラベルと称する。
The
図4に示すように、状態推定部12は、推定部121と状態モデル122とで構成されることができる。状態モデル122は、次の例のようにして構築することができる。状態モデル122は、正解ラベルが未知の場合と既知の場合でその作成手順が異なる。
As shown in FIG. 4, the
図5及び図6を参照しながら状態モデル122の生成に際して使用する学習データ及び状態の例について説明する。図5は、状態モデル122を生成する際に使用する学習データの例を示す図で、図6は、状態の分類例を示す図である。
With reference to Figures 5 and 6, examples of learning data and states used when generating
ドローンのセンサデータには加速度、ジャイロ、磁気などが含まれている。説明の便宜上、ドローンから取得したそのままのデータを生のセンサデータと呼ぶ。状態モデル122は生のセンサデータをもとに状態がうまく分類できるものにすることが望まれる。この「状態がうまく分類できるものにしたい」の部分をタスクと称して説明する。分析者はタスクの精度を高めるために、図5に示すように、センサデータ40をそのまま用いるだけでなく、センサデータ40を加工することができる。説明の便宜上、これを加工したセンサデータ41と呼ぶ。生のセンサデータ40と加工したセンサデータ41はそれぞれ特徴量(特徴ベクトル)ということができる。状態モデル122は状態を分類するためのモデルとして構築する。そのため、予め取得したセンサデータがどの状態のときのデータなのか知る必要があり、これを正解ラベルという。正解ラベルと特徴量をまとめたデータを学習データ42という。
Drone sensor data includes acceleration, gyro, magnetism, etc. For convenience of explanation, the raw data acquired from the drone is called raw sensor data. It is desired that the
図6には、2つの特徴量に対して、各状態として、正常状態、前に進まない状態、プロペラ停止状態のいずれかに分類する例に挙げている。図6において丸で示す特徴ベクトルは各状態での正解ラベルを示している。なお、ここでは単純化して説明するために2つの特徴量を挙げて説明するが、各センサの出力値のそれぞれに対する生のセンサデータと加工したセンサデータとを特徴量として使用することができる。 Figure 6 shows an example in which two feature quantities are used to classify each state into a normal state, a state where the vehicle is not moving forward, and a state where the propeller is stopped. The feature vectors shown with circles in Figure 6 indicate the correct labels for each state. Note that two feature quantities are used here for the sake of simplicity, but the raw sensor data and processed sensor data for each output value of each sensor can also be used as feature quantities.
図7及び図8を参照し状態モデル122の生成例についてより具体的に説明する。図7は、正解ラベルが未知の場合に状態モデル122を生成する手順の例を説明するための概念図で、図8は、正解ラベルが既知の場合に状態モデル122を生成する手順の例を説明するための概念図である。
An example of generating the
正解ラベルが既知の場合、正解ラベルを答えとして与えて学習させる。これを教師あり学習といい、教師(正解ラベル)と特徴量のそれぞれを組み合わせて機械学習させることで、状態を予測するモデルを生成する。学習するアルゴリズム(学習器)は分析者が任意に決めればよい。そして、学習した結果が状態モデル122として出力される。学習器や、パラメータを変更して学習すれば、その数だけ状態モデル122を生成することができる。生成した複数の状態モデルは最良のモデルを分析者が選択して使用することができる。或いは、状態推定部12は、生成した複数の状態モデル122で多数決をするなどして状態推定を行うこともできる。状態モデル122の生成に際し、上述のようにアルゴリズムやそのパラメータの選択方法、複数の状態モデルの中からの選定方法などは問わず、以降に述べる他のモデルを学習させる場合についても同様である。
When the correct label is known, the correct label is given as the answer and the model is trained. This is called supervised learning, and a model that predicts the state is generated by combining the teacher (correct label) and the feature quantity and performing machine learning. The learning algorithm (learning device) can be determined by the analyst. The learning result is output as the
正解ラベルが未知の場合、まず正解ラベルを作成する必要がある。そのアプローチの一つとしてクラスタリングがある。クラスタリングとはデータの中から距離が近いデータを一つのクラスタとしてグルーピングする処理である。このようにしてグルーピングして作成された各クラスタのデータがどの状態なのか正解ラベルをつける。この正解ラベルの付け方は、専門家に付けてもらう、予め集めた少量の正解ラベル付きのデータを用いて付ける、などがある。こうして作成された正解ラベル付きのデータが生のセンサデータとなり、このデータをもとに学習データが作成される。ここから先の手順は正解ラベルが既知の場合と同じである。 When the correct labels are unknown, they must first be created. Clustering is one approach to this. Clustering is the process of grouping data that is close to each other into a single cluster. A correct label is then assigned to indicate the state of the data in each cluster created in this way. This correct label can be assigned by an expert, or by using a small amount of data with correct labels collected in advance. The data with correct labels created in this way becomes raw sensor data, and training data is created based on this data. The steps from this point on are the same as when the correct labels are known.
図9及び図10を参照しながら推定部121について説明する。図9は、状態推定の例を説明するための模式図で、図10はデータの例を示す図である。推定部121は、次のようにして構築することができる。
The
説明の便宜上、現在飛行しているドローンのセンサデータを現在データと呼ぶ。状態モデル122を作成するために生のセンサデータを加工したとき同様、現在データも加工して(特徴量にして)入力する。推定部121では、図9に示すように、現在データの特徴量と状態モデル122を入力として与え、出力として状態の推定結果を得る。この推定には推定のための学習済みモデルを使用することができ、このモデルの手法としては様々な推論アルゴリズム(分類アルゴリズム)やパラメータを使用することができる。また、上述のように状態モデル122は、学習器やそのパラメータを変更して学習すればその数だけ状態モデル122は作成される。推定部121は、推定用モデルに入力する状態モデル122として、複数の状態モデル122のうちの最良なモデルを採用して状態推定の結果を得ることができる。或いは、推定部121は、推定用モデルで推定した結果に基づき多数決を採るなどして状態推定の結果を得ることもできる。
For convenience of explanation, the sensor data of the drone currently flying is called current data. As in the case of processing the raw sensor data to create the
推定部121において、状態は二値ではなく多値で表されるため、現在データがどのクラスに分類されるかは確率として出力される。例えば図10に示すように、現在データが7サンプルある場合、推定部121は、各サンプルが正常クラス(0)である確率、前に進まないクラスである確率(1)、プロペラ停止クラス(2)である確率をそれぞれ出力する。各サンプルがどのクラス(どの状態)であるかは、確率値が最も大きいクラスを採用する。
In the
(状態異常判定部13)
図11~図13を参照して状態異常判定部13について説明する。図11は、状態異常判定部13の一構成例を示すブロック図である。
(Abnormal condition determination unit 13)
The abnormal
状態異常判定部13は、状態推定部12が発出した状態ラベルを1件だけを見て直ちに対策や試験が必要であると判断できる場合に、これを検出し、対策決定部16、試験実施部15に対策や試験を依頼する機能部である。なお、本実施形態では対策や試験が必要と判断される場合を異常と称するが、これは通常の自律運行動作とは異なる制御が必要な状態という意味であり、この点については実施形態1でも同様である。
The abnormal
図11に示すように、状態異常判定部13は、判定部及131及び状態異常ルール132で構成されることができる。状態異常ルール132は、例えば図12で例示するように定めることができる。図12は、状態異常ルール132の一例を示す図である。
As shown in FIG. 11, the abnormal
状態異常ルール132は、状態推定部12における状態毎(状態ラベル毎)に異常と判定するルールである。このルールは人が決め、自律移動装置10の運行前までに予め人が入力して登録しておくことができる。状態異常ルール132は、状態推定部12から通知される状態ラベルに対して、異常(通常の自律運行動作とは異なる制御が必要な状態)と判定すべき条件と、その条件に該当した場合にどのような異常かを表す異常ラベルと、を定義したものである。この異常ラベルには後述する試験実施部15に試験を行わせるラベル(警告ラベルと称する)を含むこともできる。
The
図12の例では、前に進まない状態ラベルに対しては、条件ルールの例として「制限速度よりも速度を上げている」ことを採用しており、その結果として出力される異常ラベルの例として「向かい風の異常」を採用している。また、プロペラ停止状態ラベルに対しては、条件ルールの例として「プロペラのモータが動作していない」ことを採用しており、その結果として出力される異常ラベルの例として「プロペラ故障の異常」を採用している。 In the example of Figure 12, for the no forward movement state label, "speeding faster than the speed limit" is used as an example of a condition rule, and "headwind abnormality" is used as an example of an abnormality label that is output as a result. Also, for the propeller stopped state label, "propeller motor not working" is used as an example of a condition rule, and "propeller failure abnormality" is used as an example of an abnormality label that is output as a result.
図12の例ではJSON(JavaScript Object Notation)形式の書式で記述された例を挙げているが、必要な項目がありこれらの関係を記述できれば、データ形式は問わない。例えば、CSV(Comma Separated Value)形式、XML(Extensible Markup Language)でも、RDB(Relational Database)に表形式で格納する形式などでもよい。また、その格納場所も作業メモリ上やデータベースの記憶部など問わない。また、異常ラベルは、対策決定部16に、どのような異常であるかを伝えるための名前として定義することができ、また試験実施部15に処理を依頼するように定義することもできる。
In the example of Figure 12, an example is given in the JSON (JavaScript Object Notation) format, but as long as the necessary items are present and their relationships can be described, the data format is not important. For example, it may be CSV (Comma Separated Value) format, XML (Extensible Markup Language), or a format in which data is stored in a table format in an RDB (Relational Database). The storage location may also be in the working memory or in the memory section of a database. Anomaly labels can be defined as names that communicate to the
判定部131は、状態異常ルール132で定義されたルールに従い異常か否かの判定を行い、試験実施部15に指示を出すか、対策決定部16に指示を出す。いずれの状態異常ルールにも該当しなかった場合は、何も行わない。
The
図13を参照しながら判定部131における異常判定について説明する。図13は、異常判定の一例を示す図である。図13の例では、向かい風の場合とプロペラ故障の場合とを挙げている。
The abnormality determination in the
判定部131では、例えば前進中、揺れ有り、速度大といった状況である場合、向かい風の警告があると判定する。例えば、駆動させた前方への推進力が最大値の40%以上である場合に前進中であると判定し、左右又は上下の揺れが閾値の60%以上である場合に揺れ有りと判定する。速度も閾値より大きい場合に速度大と判定する。判定部131は、それらが重なった場合に、向かい風の警告があると判定し、これを示す警告ラベルを出力する。そして、判定部131はこの警告ラベルを後述する試験実施部15に通知し、試験実施部15により前方への推進力を停止させて試験を行った結果として、揺れが100%となった場合に揺れ有りと判定し、その場合に向かい風の異常を示す異常ラベルを出力する。
The
判定部131では、例えば前進中、揺れ有り、回転有りといった状況である場合、プロペラ故障の警告があると判定する。例えば、駆動させた前方への推進力が最大値の40%以上である場合に前進中であると判定し、左右又は上下の揺れが閾値の30%以上である場合に揺れ有りと判定し、ロールとピッチとヨーのいずれかが閾値の30%以上である場合に回転有りと判定する。判定部131では、それらが重なった場合に、プロペラ故障の警告があると判定し、これを示す警告ラベルを出力する。そして、判定部131はこの警告ラベルを後述する試験実施部15に通知し、試験実施部15により履歴を参照した結果が閾値を超える場合にプロペラが劣化しているとしてプロペラ故障を示す異常ラベルを出力する。ここで参照される履歴には、直近数秒の警告回数、直近数秒の異常回転、過去の衝突履歴などが挙げられる。
The
(状態履歴異常判定部14)
図14~図17を参照して状態異常判定部13について説明する。図14は、状態履歴異常判定部14の一構成例を示すブロック図で、図15は、状態履歴異常ルールの一例を示す図である。
(State History Abnormality Determination Unit 14)
The status
状態履歴異常判定部14は、状態推定部12での推定された状態ラベルの履歴(経緯、履歴を示す履歴情報)である状態履歴を参照して、履歴異常状態であるか否かの判定を実行する。状態履歴異常判定部14は、対策状態履歴異常判定部又は履歴異常判定部と称することもできる。ここで参照される状態履歴は、他の同種の自律移動装置についての状態履歴を含むことが望ましい。
The state history
具体的には、状態履歴異常判定部14は、状態推定部12が発出した状態ラベルを複数件見て対策や試験が必要であると判断できる場合に、これを検出し、対策決定部16、試験実施部15に対策や試験を依頼する機能部である。
Specifically, the state history
状態ラベルを複数件見て検出を行い、対策や試験が必要であると判断できる場合(ここでもこれを異常と称するが、これは通常の自律運行動作とは異なる制御が必要な状態という意味である)とは、次のような場合を指すことができる。例えば、一定の時間内にAという状態が発生した後にBという状態が発生したという順序が検出条件となる場合、一定の時間内にAという状態とBという状態が発生したという順不同で組み合わせが検出条件になる場合が挙げられる。また、一定の時間内にAという状態が一定回数発生したという回数、頻度が検出条件となる場合や、これらの3種類の場合の複合の場合も挙げられる。なお、Aという状態、Bという状態の2状態を用いて説明したが、2状態の関係に限る意図はなく、2状態以上でも構わない。 Cases where multiple state labels are examined and detection is performed and it is determined that countermeasures or testing is necessary (this is referred to as an abnormality here, but it means that the state requires control different from normal autonomous operation) can refer to the following cases. For example, there are cases where the detection condition is the order in which state A occurs followed by state B within a certain period of time, and cases where the detection condition is a combination of state A and state B occurring in any order within a certain period of time. There are also cases where the detection condition is the number of times or frequency that state A occurs a certain number of times within a certain period of time, and cases where these three types of cases are combined. Note that the explanation was given using two states, state A and state B, but there is no intention to limit the relationship to two states, and more than two states are acceptable.
図14に示すように、状態履歴異常判定部14は、判定部141、状態履歴142、状態履歴異常ルール143で構成されることができる。状態履歴142は、状態推定部12が発した状態ラベルを、判定部141を経由して受信し、タイムスタンプとともに保持、記憶しておく。状態履歴異常ルール143は、例えば図15で例示するように定めることができる。図15は状態履歴異常ルール143の一例を示す図である。なお、図15の例でも図12の例と同様にそのデータ形式は問わず、後述する図17及び図19の例についても同様である。
As shown in FIG. 14, the state history
状態履歴異常ルール143は、状態推定部12における状態毎(状態ラベル毎)に状態の履歴から異常と判定するルールである。このルールは人が決め、自律移動装置10の運行前までに予め人が入力して登録しておくことができる。状態履歴異常ルール143は、状態推定部12から複数回通知される複数の状態ラベルに対して、異常(通常の自律運行動作とは異なる制御が必要な状態)と判定すべき条件を定義したものである。状態履歴異常ルール143は、さらにその条件に該当した場合にどのような異常かを表す異常ラベルも定義したものである。この異常ラベルには後述する試験実施部15に試験を行わせるラベル(警告ラベル又は試験ラベルと称する)を含むこともできる。
The state
図15の例では、前に進まない状態ラベルに対しては、条件ルールの例として「10回以上」発生すること又は「10秒間に5回以上」発生することを採用しており、いずれの場合も結果として出力される異常ラベルの例として「向かい風の異常」を採用している。前に進まない状態ラベルに対し、それらの条件以外に該当し判定できない場合には異常ラベルの例として「停止試験」を試験実施部15に要求することを採用している。また、プロペラ停止状態ラベルに対しては、条件ルールの例として「2つのプロペラが停止している」こと又は「10秒間に2回以上」発生することを採用し、いずれの場合も結果として出力される異常ラベルの例として「プロペラ故障の異常」を採用している。プロペラ停止状態ラベルに対し、それらの条件以外に該当し判定できない場合には異常ラベルの例として「回転試験」を試験実施部15に要求することを採用している。また、右に流される状態ラベルに対しては、条件ルールの例として「前回は左に流された」ことを採用しており、その結果として出力される異常ラベルの例として「プロペラ故障の異常(蛇行異常)」を採用している。
In the example of FIG. 15, for the state label of not moving forward, the condition rule is "
このように、状態履歴異常ルール143では、状態ラベルを複数件見て対策や試験が必要であると判定する条件を定義しておく。出力する異常ラベルは、対策決定部16に対してどのような異常であるかを伝えるための名前として定義しておくことができ、また試験実施部15に処理を依頼する(試験指示を送る)ように定義することもできる。
In this way, the status history anomaly rules 143 define the conditions for determining whether countermeasures or testing are necessary by looking at multiple status labels. The output anomaly label can be defined as a name that conveys to the
判定部141は、その状態履歴異常ルール143に合致するか否かを判定し、合致した場合、つまり上記条件(検出条件)に該当した場合に異常ラベルを出力する。つまり、判定部141は、状態履歴異常ルール143で定義されたルールに従い異常か否かの判定を行い、試験実施部15に指示を出すか、対策決定部16に指示を出す。いずれの状態履歴異常ルール143のいずれにも該当しなかった場合は、何も行わない。
The
(試験実施部15)
図16及び図17を参照して試験実施部15について説明する。図16は試験実施部15の一構成例を示すブロック図で、図17は試験ルールの一例を示す図である。
(Test Execution Unit 15)
The
試験実施部15は、状態異常判定部13や状態履歴異常判定部14で、試験動作をさせた上で異常か否かを判定する必要があると判断された場合に、試験要求を受け取り、試験動作と試験をした上での異常正常の判定を行う機能部である。そのため、状態異常判定部13での判定結果についての出力先は、第2異常判定部1d(ここでは試験実施部15)を含む。
The
試験実施部15は、状態異常判定部13での判定結果が異常状態であることを示している場合、試験的に自律移動装置10の制御を変更して動作させる試験を実行する。試験実施部15は、試験前における状態異常判定部13での判定結果と試験後における状態異常判定部13での判定結果とに基づき、履歴異常状態であるか否かの判定を実行する。
When the determination result by the abnormal
或いは、試験実施部15は、状態異常判定部13での判定結果が異常状態であることを示している場合又は状態履歴異常判定部14での判定結果が履歴異常状態であることを示している場合、試験的に自律移動装置10の制御を変更して動作させる試験を実行する。この場合、試験実施部15は、試験前と試験後における状態異常判定部13又は状態履歴異常判定部14での判定結果に基づき、履歴異常状態であるか否かの最終的な判定を実行する。
Alternatively, if the judgment result of the state
この場合もラベルを用いることが好ましい。即ち、状態異常判定部13は、現在の状態を変えるための対策の種類毎に予め定められた複数の対策ラベルと対策が不要な正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定しておくことが好ましい。そして、これら複数の対策ラベルには試験の実行が必要であることを示す1又は複数種類の試験ラベルを含むことになる。試験実施部15は、状態異常判定部13が1又は複数の試験ラベルに該当すると判定した結果を示した場合に、判定結果が示す試験ラベルに対応する試験を実施する。
In this case, it is preferable to use labels as well. That is, it is preferable for the abnormal
図16に示すように、試験実施部15は、実施部151、試験ルール(試験実施異常ルール)152、試験履歴153、及び結果判定部154で構成されることができる。実施部151は、状態異常判定部13や状態履歴異常判定部14からの試験要求(又はそれに対応するラベル)を受け付け、試験ルール152に基づき、移動制御部17に対して試験動作要求を行う。また、実施部151は、その要求とともに、試験履歴153に試験動作を依頼した記録を登録する。試験履歴153は、実施部151が、試験ルール152に基づき移動制御部17に対して試験動作要求を行った履歴(試験ラベルの履歴)をタイムスタンプ付きで保持する。
As shown in FIG. 16, the
試験ルール152は、状態推定部12の状態毎(状態ラベル毎)や状態履歴異常判定部14での警告ラベル毎に実施した試験から異常と判定するルールである。このルールは人が決め、自律移動装置10の運行前までに予め人が入力して登録しておくことができる。試験ルール152は、状態推定部12から通知される複数の状態ラベルや状態履歴異常判定部14から通知される警告ラベルに対して、実施する試験の名前である試験ラベルを定義しておく。また、試験ルール152は、試験ラベル毎に、試験動作と、試験動作に対して期待される動作と、その動作が検出された場合に、正常か異常か、異常であればその異常ラベルとともに定義しておく。ここでの異常ラベルは、異常に該当した場合にどのような異常かを表すラベルである。
The test rules 152 are rules for determining whether an abnormality has occurred based on tests performed for each state (each state label) of the
図17の例では、試験番号1(向かい風)を示す試験ラベルに対しては、条件ルールの例として「停止させると後ろに流される」ことを採用し、この条件が満たされた結果として出力される異常ラベルの例として「向かい風の異常」を採用している。また、試験番号2(プロペラ故障)を示す試験ラベルに対しては、条件ルールの例として「回転させると回転動作しない」ことを採用しており、この条件が満たされた結果として出力される異常ラベルの例として「プロペラ故障の異常」を採用している。 In the example of Figure 17, for the test label showing test number 1 (headwind), an example of a condition rule is "If stopped, it will be blown backwards," and an example of an abnormal label that is output as a result of this condition being met is "headwind abnormality." Also, for the test label showing test number 2 (propeller failure), an example of a condition rule is "If rotated, it will not rotate," and an example of an abnormal label that is output as a result of this condition being met is "propeller failure abnormality."
結果判定部154は、試験動作要求により試験動作を行った結果の状態を判定し、対策決定部16に判定結果を出力するとともに試験履歴153にも判定結果を登録する。具体的には、結果判定部154は、状態推定部12から受信した状態ラベルや状態履歴異常判定部14から受信した警告ラベルと試験履歴153の試験履歴をキーにして、試験ルール152を読み出し、ラベルを突き合わせる。結果判定部154は、このようにして試験結果を確認し、異常、正常を判定し、異常と判定した場合、対策決定部16に、対策要求を行い、異常ラベルを送信する。正常と判定された場合には何も行わない。
The
本実施形態でも、実施形態1で説明したようにルールに記述が簡潔にできるようになることで、ある状態に対する対策やその判定条件を簡潔に定義することができ、この対策には試験を実施することも含むことができる。試験を行い、異常や原因を切り分けることができるため、運行をやめるべき真の異常と異常に似ているが運行を継続できる状態を見分けることができるので、異常の過検知を低減させることができる。 In this embodiment, as explained in the first embodiment, the rules can be written succinctly, so that countermeasures for a certain state and the conditions for judging them can be defined succinctly, and these countermeasures can include carrying out tests. By carrying out tests, it is possible to isolate abnormalities and their causes, and thus it is possible to distinguish between true abnormalities that require the operation to be stopped and states that are similar to abnormalities but in which operation can be continued, thereby reducing overdetection of abnormalities.
このように、本実施形態では、人間が理解しやすい自律移動装置10の状態を表す状態ラベルに対して人間が試験動作の方法と動作試験結果の判定方法を容易に定義でき、動作試験結果に基づき、自律移動装置10の動作を変えることができる。これにより、試験を実施しその結果から、異常と判断し対処を行うべきか、何も行わなくて良いのかのより精密な判定を行うことができる。つまり、本実施形態によれば、過剰な予防的な対策を減らすことができ、運行の安定に寄与する。また、試験を考慮することで、異常と過剰に誤検知され、即時緊急動作となっていたような場面でも、それをしなくて良くなるため、自律移動装置10の運用の可用性を高めることができる。
In this way, in this embodiment, a human can easily define a test operation method and a method for determining the operation test result for a state label that represents the state of the autonomous
(対策決定部16)
図18及び図19を参照して対策決定部16について説明する。図18は対策決定部16の一構成例を示すブロック図で、図19は対策ルールの一例を示す図である。
(Countermeasures Decision Unit 16)
The
対策決定部16は、状態異常判定部13、状態履歴異常判定部14、試験実施部15から異常通知として異常ラベルを受信し、受信した異常ラベルを対策ルールに照らして対策を決定し、移動制御部17に対策要求を行う。図18に示すように、対策決定部16は決定部161及び上記対策ルールである対策ルール162から構成されることができる。
The
対策ルール162は、異常毎(異常ラベル毎)にどの対策をとるべきかのルールである。このルールは人が決め、自律移動装置10の運行前までに予め人が入力して登録しておくことができる。
Countermeasure rules 162 are rules that determine which countermeasures should be taken for each abnormality (each abnormality label). These rules are determined by a person, and can be input and registered in advance before the autonomous
図19の例では、向かい風の異常ラベルに対しては、条件ルールの例として「過去管制に報告していない」ことを採用し、この条件が満たされた結果として「風が強いことを管制に報告」することを採用している。また、向かい風の異常ラベルに対し、条件ルールの例として「管制から経路変更命令が来る」ことを採用し、この条件が満たされた結果として「風の吹いていない場所を飛行」することを採用している。また、向かい風の異常ラベルに対し、それらの条件以外に該当し判定できない場合には「着陸」することを採用している。プロペラ故障の異常ラベルに対しては、条件ルールの例として「間もなく墜落しそうである」ことを採用し、この条件が満たされた結果として「緊急着陸」することを採用している。また、プロペラ故障の異常ラベルに対し、条件ルールの例として「少しの間は飛行できる」ことを採用し、この条件が満たされた結果として「近くの着陸ポイントで着陸」することを採用している。また、プロペラ故障の異常ラベルに対し、それらの条件以外に該当し判定できない場合には「パラシュートを開く」ことを採用している。 In the example of FIG. 19, for the headwind abnormality label, an example of a condition rule is "not reported to air traffic control in the past," and the result of this condition being met is "report that the wind is strong to air traffic control." For the headwind abnormality label, an example of a condition rule is "receive a route change order from air traffic control," and the result of this condition being met is "fly in a place where the wind is not blowing." For the headwind abnormality label, if the condition is not met and a judgment cannot be made, "land." For the propeller failure abnormality label, an example of a condition rule is "is about to crash," and the result of this condition being met is "emergency landing." For the propeller failure abnormality label, an example of a condition rule is "can fly for a little while," and the result of this condition being met is "land at a nearby landing point." For the propeller failure abnormality label, an example of a condition rule is "can fly for a little while," and the result of this condition being met is "land at a nearby landing point." For the propeller failure abnormality label, if the condition is not met and a judgment cannot be made, "open the parachute."
決定部161は、受信した異常ラベルに対し、対策ルール162を参照して対応する対策を決定し、移動制御部17に指示を行う。対策決定部16は、出力部1eの一例であり、この例のように、その出力先として移動制御部17を含むことができる。特に、対策決定部16の決定部161は、判定結果として、必要な対策に応じた制御命令を移動制御部17に出力するように構成することもできる。無論、移動制御部17側で決定部161からの判定結果を解釈して対応する制御を実行するようにしてもよい。
The
(基準設定部18)
基準設定部18は、状態履歴異常判定部14及び試験実施部15の判定基準を設定する。基準設定部18は、自律移動装置1の本体に設けられた操作部(操作受付部)とすること、外部装置からの通信により設定できるように設定信号を受信する受信部とすること、或いはそれらの双方とすることができる。これにより、上述した状態履歴異常ルール143や試験ルール152やそれらに従った処理結果の出力を運用者が設定することができる。
(Standard setting unit 18)
The
また、自律移動装置10は、状態異常判定部13の判定基準を設定する設定部を備えることができ、ここでは基準設定部18にこの設定部が備えられた例を挙げる。これにより、上述した状態異常ルール132やそれに従った処理結果の出力を運用者が設定することができる。また、自律移動装置10は、対策決定部16が出力する必要な対策に応じた制御命令を設定する対策設定部を備えることが好ましい。この対策設定部は基準設定部18の一部として備えることができる。これにより、上述した対策ルール162やそれらに従った処理結果の出力(命令出力)を運用者が設定することができる。
The autonomous
また、状態推定部12の状態モデル122、状態異常判定部13の状態異常ルール132、状態履歴異常判定部14の状態履歴異常ルール143、試験実施部15の試験ルール152、対策決定手部16の対策ルール162は次のように書き込むことができる。即ち、予め設定ファイルなどを作成して自律移動装置10の各部のルールとして基準設定部18から予め書きこんでおくことができ、これにより設定の更新も更に容易となる。
The
(自律移動装置10の動作例)
図20~図25を参照しながら自律移動装置10の内部の動作例について説明する。図20は、自律移動装置10の動作例を説明するためのフロー図であり、ここではUML(Unified Modeling Language)2.0の記法で全体のシーケンスを表記している。図20には、自律移動装置10の運用中にセンサ情報(センサ群11からの検知結果)が生じるたびに、或いは、一定の期間おきなどのタイミングで、センサ情報がセンサ群11から他の機能部の通知を行う毎に繰り返し行われる一連の動作の流れを示している。
(Operation Example of the Autonomous Mobile Device 10)
An example of the internal operation of the autonomous
自律移動装置10では、センサ群11からセンサ情報の通知(ステップS11)がなされる度に、状態推定部12で状態推定が行われ、その結果が状態異常判定部13、状態履歴異常判定部14、及び試験実施部15のいずれか1又は複数に通知される(ステップS12)。そして、通知を受けた、状態異常判定部13、状態履歴異常判定部14、及び試験実施部15のいずれかで異常の判定が実行されることができる。
In the autonomous
そして、自律移動装置10では、その判定の結果に異常があれば、異常通知が対策決定部16に送信される(ステップS13,S16,S18)。対策決定部16は、その異常通知を受信して対策を決定し、移動制御部17を通じて自律移動装置10に対策動作を行わせる(ステップS14)ことで、異常動作に対する対処動作を行う。
If the autonomous
また、状態異常判定部13は、対策として試験が必要な異常(警告)があると判定された場合、試験実施部15に試験要求を送信する(ステップS15)。状態履歴異常判定部14は、対策として試験が必要な異常(警告)があると判定された場合、試験実施部15に試験要求を送信する(ステップS110)。試験実施部15は、試験要求を受信し、試験動作要求を移動制御部17に送信し(ステップS113)、その後、異常の判定が実行される。
If the status
次に、状態推定部12の内部の動作例について、図21を参照しながら説明する。図21は、図4の状態推定部12の動作例を説明するためのフロー図である。この一連の処理に先立ち、状態モデルには、各状態を正解ラベルとして学習された状態モデルが既に格納されている。
Next, an example of the internal operation of the
推定部121がセンサ群11からセンサ情報通知(ステップS11)を受信し(ステップS21)、受信したセンサ情報通知を状態モデル122に照らして状態を推定し状態ラベル情報を得る(ステップS22)。推定部121は、状態通知(ステップS12)を受信した場合には、状態ラベル情報を状態異常判定部13、状態履歴異常判定部14、試験実施部15へ送信し(ステップS23)、処理を終了する。
The
状態異常判定部13の内部の動作例について、図22を参照しながら説明する。図22は、図11の状態異常判定部13の動作例を説明するためのフロー図である。
An example of the internal operation of the abnormal
判定部131が状態推定部12から状態通知(ステップS12)で受信し、状態ラベル情報を受け取る(ステップS31)。判定部131が、状態ラベル情報を状態異常ルール132に照らして、該当あれば異常ラベル或いは試験ラベルを得る(ステップS32)。ここで、該当無ければ何も得られない。
The
次いで、判定部131は、ラベルが得られたか否かを判定し(ステップS33)、NOの場合には処理を終了し、YESの場合には得たラベルの種類を判定する(ステップS34)。ステップS34では異常ラベルか試験ラベルのいずれであるかを判定するものとする。判定部131は、異常ラベルが得られた場合、対策決定部16に異常通知(ステップS13)で異常ラベルを通知し(ステップS35)、処理を終了する。判定部131は、試験ラベルが得られた場合、試験実施部15に試験要求(ステップS15)で試験ラベルを通知し(ステップS36)、処理を終了する。
Then, the
状態履歴異常判定部14の内部の動作例について、図23を参照しながら説明する。図23は、図14の状態履歴異常判定部14の動作例を説明するためのフロー図である。
An example of the internal operation of the state history
判定部141がセンサ群11からセンサ情報通知(ステップS11)を受信し(ステップS41)、受信したセンサ情報通知を状態履歴142に追加する(ステップS42)。次いで、判定部141が状態履歴142からセンサ情報通知の履歴を読み出し、状態履歴異常ルール143から読み出したルールに照らして、該当あれば異常ラベル或いは試験ラベルを得る(ステップS43)。ここで、該当無ければ何も得られない。
The
次いで、判定部141は、ラベルが得られたか否かを判定し(ステップS44)、NOの場合には処理を終了し、YESの場合には得たラベルの種類を判定する(ステップS45)。ステップS45では異常ラベルか試験ラベルのいずれであるかを判定するものとする。判定部141は、異常ラベルが得られた場合、対策決定部16に異常通知(ステップS13)で異常ラベルを通知し(ステップS46)、処理を終了する。判定部141は、試験実施部15に試験要求(ステップS15)で試験ラベルを通知し(ステップS47)、処理を終了する。
Then, the
試験実施部15の内部の動作例について、図24を参照しながら説明する。図24は、図16の試験実施部15の動作例を説明するためのフロー図である。
An example of the internal operation of the
実施部151が、状態異常判定部13から試験要求(ステップS15)もしくは状態履歴異常判定部14から試験要求(ステップS110)を受信する(ステップS51)。次いで、実施部151が、試験ルール152を参照して、試験要求に対応する試験ルールを試験ルール152から読み出す(ステップS52)。実施部151が、読み出した試験ルールに沿った自律移動装置10の試験動作を移動制御部17に対して試験動作要求(ステップS113)で要求するとともに、試験履歴153に登録する(ステップS53)。
The
次いで、結果判定部154が状態推定部12から状態通知(ステップS12)を受け取る(ステップS54)。ステップS54では、試験要求に対する自律移動装置10の動作を受け取ることになる。次いで、結果判定部154が、受信した状態通知(ステップS12)と試験履歴153のペアと試験ルール152を突き合わせて(ステップS55)、試験結果が試験ルール通り(正常)か否かを判定する(ステップS56)。結果判定部154は、ステップS56でYESの場合、処理を終了する。結果判定部154は、ステップS56でNOの場合、つまり、試験結果が試験ルールと異なる(異常である)場合、対策決定部16に異常通知(ステップS16)で異常ラベルを通知し(ステップS57)、処理を終了する。
Next, the
対策決定部16の内部の動作例について、図25を参照しながら説明する。図25は、対策決定部16の動作例を説明するためのフロー図である。
An example of the internal operation of the
決定部161が、試験実施部15からの異常通知(ステップS16)、状態異常判定部13からの異常通知(ステップS13)、及び状態履歴異常判定部14からの異常通知(ステップS18)のいずれかを受信する(ステップS61)。次いで、決定部161が受信した異常通知(ステップS16,S13,S18)を対策ルール162に照らして対策を決定する(ステップS62)。そして、決定部161が移動制御部17に対策要求(ステップS14,S17)を送信し、移動制御部17によって自律移動装置10に対策動作の制御指示が出され(ステップS63)、処理を終了する。
The
以上に説明したように、本実施形態によれば、実施形態1と同様に、対策が必要となるような異常な状態を自律移動装置10の運用者が望む判定条件で検知することが可能になるだけでなく、個々に設けた構成要素の効果を奏する。例えば、状態履歴異常判定部14及び試験実施部15の少なくとも一方を備えることで、異常状態の検知精度を向上させ、自律移動装置10の可用性を高めることができる。
As described above, according to this embodiment, like the first embodiment, it is possible to detect abnormal conditions that require countermeasures using the judgment conditions desired by the operator of the autonomous
また、本実施形態では、例えば自律移動装置10において、試験実施部15、状態異常判定部13、状態履歴異常判定部14のいずれかを除いた構成を採用した場合でも、異常状態の検知精度をある程度に保つことは可能である。その場合でも、基準設定部18により、運用者が容易に異常判定基準や対策を定義できるという利点は維持される。
In addition, in this embodiment, even if the autonomous
また、状態異常ルール132、状態履歴異常ルール143、対策ルール162のいずれか1又は複数を、それぞれ状態異常モデル、状態履歴異常モデル、対策ルールモデルに置き換えた構成としてもよい。いずれのモデルも、例えば、状態モデル122の生成方法と同じ手法を用いて生成を行うことができる。この場合、運用者は各定義ファイルを作成する代わりに、モデルに学習をさせる必要があるため、少なくとも1つのルールについては基準設定部18から容易に設定できるようにしておくとよい。
In addition, one or more of the status abnormality rules 132, the status history abnormality rules 143, and the countermeasure rules 162 may be replaced with a status abnormality model, a status history abnormality model, and a countermeasure rule model, respectively. Any of the models can be generated, for example, using the same method as the generation method of the
<実施形態3>
実施形態3について、図26及び図27を参照しながら実施形態2との相違点を中心に説明する。実施形態3は、実施形態1,2で説明した様々な例が適宜利用できる。図26は、実施形態3に係る自律移動システムの一構成例を示すブロック図で、図27は、実施形態3に係る自律移動システムの他の構成例を示すブロック図である。
<
The third embodiment will be described with reference to Fig. 26 and Fig. 27, focusing on the differences from the second embodiment. The third embodiment can appropriately use various examples described in the first and second embodiments. Fig. 26 is a block diagram showing one configuration example of an autonomous mobile system according to the third embodiment, and Fig. 27 is a block diagram showing another configuration example of the autonomous mobile system according to the third embodiment.
図26に示す本実施形態に係る自律移動システムは、自律移動装置10と、それに接続され自律移動装置10の運行を管理するサーバ装置50と、を備える。サーバ装置50は、1又は複数台の自律移動装置10の運行を管理する管理部(運行管理部)51を有することができる。運行管理部51による管理の方法等は問わず、自律移動装置10の運行を管理できればよい。運行管理部51は、例えば航空機における管制のように、複数の自律移動装置10の運行を管理する。
The autonomous mobile system according to this embodiment shown in FIG. 26 includes an autonomous
また、サーバ装置50は、基準設定部18を備えることもできる。これにより、状態推定部12の状態モデル122、状態異常判定部13の状態異常ルール132、状態履歴異常判定部14の状態履歴異常ルール143、試験実施部15の試験ルール152、対策決定手部16の対策ルール162はサーバ装置50から登録できる。また、これらはサーバ装置50から書き換えることもできるようになる。このように、サーバ装置50に基準設定部18を設け、例えば利用者向け設定画面などから、定義を追加削除することや編集することを可能に構成しておくこともできる。なお、この場合、自律移動装置10側の基準設定部18を省略することもできる。
The
運行管理部51は、サーバ装置50の全体を制御する制御部(図示せず)及び自律移動装置10との通信を行う通信部(図示せず)として構成することができる。この制御部は、例えば、CPU、作業用メモリ、及びプログラムを記憶した不揮発性の記憶装置などによって実現することができる。このプログラムは、運行管理部51の機能を実現するための処理を通信部と協働しながら実行する運行管理プログラムとすることができる。また、この制御部は、例えば集積回路によって実現することもできる。
The
図27に示す本実施形態に係る自律移動システムは、自律移動装置10aと、それに接続され自律移動装置10aの運行を管理するサーバ装置50aと、を備える。サーバ装置50aは、1又は複数台の自律移動装置10aの運行を管理する運行管理部51を有することができる。運行管理部51による管理の方法等は問わず、自律移動装置10aの運行を管理できればよい。
The autonomous mobile system according to this embodiment shown in FIG. 27 includes an autonomous
また、サーバ装置50aは、状態推定部12、状態異常判定部13、状態履歴異常判定部14、試験実施部15、及び対策決定部16を備え、自律移動装置10aでは自律移動装置10からこれらの機能を取り除いている。つまり、自律移動装置10aは、センサ群11及び移動制御部17を備え、図示しない通信部により、サーバ装置50aと通信しながら、センサ群11の情報の送信や移動制御部17への命令信号の受信などの処理を実行することになる。そのため、サーバ装置50aは、センサ群を備えないが、自律移動装置10aから自律移動装置10aにおける現在の状態を検知するセンサ群11で取得された検知結果を受信する受信部(通信部)を備える。サーバ装置50aは、この通信部により移動制御部17への命令信号の送信も行うことができる。
The
なお、運行管理部51、状態推定部12等の各部は、サーバ装置50について説明した場合と同様に、サーバ装置50aの全体を制御する制御部(図示せず)及び自律移動装置10aとの通信を行う通信部(図示せず)として構成することができる。
In addition, each unit such as the
また、サーバ装置50aは、状態推定部12、状態異常判定部13、状態履歴異常判定部14、試験実施部15、及び対策決定部16を備えた例を挙げたが、そのうちの1又は複数のみを備え、残りの構成要素を自律移動装置10a側に備えることもできる。また、自律移動システムは、図26又は図27の構成例において、運行管理部51を備えないシステムとして構築することもできる。
In addition, while the
<他の実施形態>
[a]
各実施形態において、自律移動装置の機能、学習装置の機能、サーバ装置の機能などについて説明したが、各装置は、例示した構成例に限ったものではなく、各装置としてこれらの機能が実現できればよい。
<Other embodiments>
[a]
In each embodiment, the functions of an autonomous mobile device, a learning device, a server device, etc. have been described, but each device is not limited to the configuration examples shown, and it is sufficient if each device can realize these functions.
[b]
各実施形態に係る各装置は、次のようなハードウェア構成を有していてもよい。図28は、装置のハードウェア構成の一例を示す図である。なお、上記他の実施形態[a]についても同様である。
[b]
Each device according to each embodiment may have the following hardware configuration. Fig. 28 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the device. The same applies to the other embodiment [a] above.
図28に示す装置100は、プロセッサ101、メモリ102、及びインタフェース103を有することができる。プロセッサ101は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU(Micro Processor Unit)、又はCPUなどであってもよい。プロセッサ101は、複数のプロセッサを含んでもよい。メモリ102は、例えば、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。各実施形態で説明した各装置における機能は、プロセッサ101がメモリ102に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより実現される。この際、情報の入出力は、内部の他の部位や外部の他の装置との通信を行う通信インタフェース等のインタフェース103を介して行うことができる。例えば、装置100が自律移動装置の場合、インタフェース103は、少なくとも各センサとのインタフェースを含むことができる。
The
上述の例において、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された1又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群(又はソフトウェアコード)を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory(RAM)、read-only memory(ROM)、フラッシュメモリ、solid-state drive(SSD)又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc(DVD)、Blu-ray(登録商標)ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。 In the above examples, the program includes instructions (or software code) that, when loaded into a computer, cause the computer to perform one or more functions described in the embodiments. The program may be stored on a non-transitory computer-readable medium or a tangible storage medium. By way of example and not limitation, computer-readable media or tangible storage media include random-access memory (RAM), read-only memory (ROM), flash memory, solid-state drive (SSD) or other memory technology, CD-ROM, digital versatile disc (DVD), Blu-ray® disk or other optical disk storage, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage or other magnetic storage device. The program may be transmitted on a transitory computer-readable medium or a communication medium. By way of example and not limitation, the transitory computer-readable medium or communication medium includes electrical, optical, acoustic, or other forms of propagated signals.
[c]
さらに、上述した各実施形態において、自律移動装置やサーバ装置における処理の手順を例示したように、本開示は、自律移動装置又はサーバ装置における異常検知方法としての形態も含む。この異常検知方法は、次の取得ステップ、状態推定ステップ、第1異常判定ステップ、第2異常判定ステップ、出力ステップ、及び基準設定ステップを備えることができる。上記取得ステップは、自律移動装置における現在の状態をその自律移動装置内のセンサ群で検知した結果を取得する。上記状態推定ステップは、センサ群による検知結果に基づき、自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する。上記第1異常判定ステップは、状態推定ステップでの推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する。上記第2異常判定ステップは、状態推定ステップで異なる時間に複数回推定された結果に基づき、それら複数回推定された結果が示す状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であるか否かを判定する。上記出力ステップは、第1異常判定ステップでの判定結果と第2異常判定ステップでの判定結果とを出力する。上記基準設定ステップは、第2異常判定ステップの判定基準を設定する。なお、その他の例については、上述した各実施形態で説明した通りである。また、本開示は、このような異常検知方法を含む、自律移動装置の安全な自動制御方法を含むことができる。
[c]
Further, as the procedures of the processing in the autonomous mobile device or the server device are exemplified in each of the above-mentioned embodiments, the present disclosure also includes a form as an anomaly detection method in the autonomous mobile device or the server device. This anomaly detection method can include the following acquisition step, state estimation step, first anomaly determination step, second anomaly determination step, output step, and reference setting step. The acquisition step acquires a result of the current state of the autonomous mobile device detected by a group of sensors in the autonomous mobile device. The state estimation step estimates which of a plurality of predetermined state labels the current state of the autonomous mobile device corresponds to based on the detection result by the group of sensors. The first anomaly determination step determines whether or not the current state is an abnormal state that requires measures to change the state based on the estimation result in the state estimation step. The second anomaly determination step determines whether or not the state indicated by the results of the multiple estimations at different times in the state estimation step is a historical abnormal state that requires measures to change the state. The output step outputs the determination result in the first anomaly determination step and the determination result in the second anomaly determination step. The above-mentioned criterion setting step sets a criterion for the second abnormality determination step. Note that other examples are as described in the above-mentioned embodiments. In addition, the present disclosure may include a safe automatic control method for an autonomous mobile device including such an abnormality detection method.
また、自律移動装置に関するプログラムは、自律移動装置内に具備されたコンピュータ(制御コンピュータ)に上述した取得ステップ、状態推定ステップ、第1異常判定ステップ、第2異常判定ステップ、出力ステップ、及び基準設定ステップを実行させるためのプログラムであると言える。サーバ装置に関するプログラムは、自律移動装置に接続されたコンピュータに上述した取得ステップ、状態推定ステップ、第1異常判定ステップ、第2異常判定ステップ、出力ステップ、及び基準設定ステップを実行させるためのプログラムであると言える。 The program for the autonomous mobile device can be said to be a program for causing a computer (control computer) provided within the autonomous mobile device to execute the above-mentioned acquisition step, state estimation step, first abnormality determination step, second abnormality determination step, output step, and reference setting step. The program for the server device can be said to be a program for causing a computer connected to the autonomous mobile device to execute the above-mentioned acquisition step, state estimation step, first abnormality determination step, second abnormality determination step, output step, and reference setting step.
上述した各実施形態において、学習装置における処理手順を説明したように、本開示は学習装置における学習方法としての形態も含む。この学習方法は、次の取得ステップ及び生成ステップを備える。この取得ステップは、自律移動装置における現在の状態を検知するセンサ群で取得された検知結果を取得する。この生成ステップは、取得ステップで取得された検知結果を複数回分入力し複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれかを出力する、対策ラベル出力用の学習済みモデルを生成する。なお、その他の例については、上述した各実施形態で説明した通りである。また、学習装置に関するプログラムは、自律移動装置に具備された又は自律移動装置に接続されたコンピュータに上記の取得ステップ及び生成ステップを実行させるためのプログラムであると言える。 As the processing procedures in the learning device have been described in each of the above-mentioned embodiments, the present disclosure also includes a form as a learning method in a learning device. This learning method includes the following acquisition step and generation step. This acquisition step acquires detection results acquired by a group of sensors that detect the current state of the autonomous mobile device. This generation step inputs the detection results acquired in the acquisition step multiple times, and generates a trained model for outputting countermeasure labels, which outputs one of multiple countermeasure labels and a normal label. Note that other examples are as described in each of the above-mentioned embodiments. In addition, it can be said that the program related to the learning device is a program for causing a computer provided in the autonomous mobile device or connected to the autonomous mobile device to execute the above acquisition step and generation step.
なお、本開示は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。 Note that this disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit and scope of the present disclosure. In addition, this disclosure can be implemented by combining the respective embodiments as appropriate.
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
自律移動装置における現在の状態を検知するセンサ群と、
前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定部と、
前記状態推定部での推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定部と、
前記状態推定部で異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定部と、
前記第1異常判定部での判定結果と前記第2異常判定部での判定結果とを出力する出力部と、
前記第2異常判定部の判定基準を設定する基準設定部と、
を備え、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである、
自律移動装置。
(付記2)
前記第2異常判定部は、前記状態推定部で異なる時間に複数回推定された結果を入力し前記状態推定部での推定結果を入力し前記複数の対策ラベルと前記正常ラベルとの中のいずれかを出力する第1学習済みモデルを用いて、判定を実行する、
付記1に記載の自律移動装置。
(付記3)
前記第2異常判定部は、前記状態推定部での推定された状態ラベルの履歴である状態履歴を参照して、前記履歴異常状態であるか否かの判定を実行する履歴異常判定部を有する、
付記1又は2に記載の自律移動装置。
(付記4)
前記状態履歴は、前記自律移動装置と同種の他の自律移動装置についての状態ラベルの履歴も含む、
付記3に記載の自律移動装置。
(付記5)
前記第1異常判定部での判定結果についての前記出力部の出力先は、前記第2異常判定部を含み、
前記第2異常判定部は、前記第1異常判定部での判定結果が前記異常状態であることを示している場合又は前記履歴異常判定部での判定結果が前記履歴異常状態であることを示している場合、試験的に前記自律移動装置の制御を変更して動作させる試験を実行し、前記試験前における前記第1異常判定部又は前記履歴異常判定部での判定結果と前記試験後における前記第1異常判定部又は前記履歴異常判定部での判定結果とに基づき、前記履歴異常状態であるか否かの最終的な判定を実行する試験実施部を有する、
付記3又は4に記載の自律移動装置。
(付記6)
前記第1異常判定部での判定結果についての前記出力部の出力先は、前記第2異常判定部を含み、
前記第2異常判定部は、前記第1異常判定部での判定結果が異常状態であることを示している場合、試験的に前記自律移動装置の制御を変更して動作させる試験を実行し、前記試験前における前記第1異常判定部での判定結果と前記試験後における前記第1異常判定部での判定結果とに基づき、前記履歴異常状態であるか否かの判定を実行する試験実施部を有する、
付記1~4のいずれか1項に記載の自律移動装置。
(付記7)
前記第1異常判定部は、前記現在の状態を変えるための対策の種類毎に予め定められた複数の対策ラベルと対策が不要な正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定し、
前記複数の対策ラベルには前記試験の実行が必要であることを示す1又は複数種類の試験ラベルを含み、
前記試験実施部は、前記第1異常判定部が前記1又は複数の試験ラベルに該当すると判定した結果を示した場合に、判定結果が示す試験ラベルに対応する試験を実施する、
付記5又は6に記載の自律移動装置。
(付記8)
前記第1異常判定部は、前記現在の状態を変えるための対策の種類毎に予め定められた複数の対策ラベルと対策が不要な正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する、
付記1~7のいずれか1項に記載の自律移動装置。
(付記9)
前記第1異常判定部は、前記状態推定部での推定結果を入力し前記複数の対策ラベルと前記正常ラベルとの中のいずれかを出力する第2学習済みモデルを用いて、判定を実行する、
付記8に記載の自律移動装置。
(付記10)
前記第1異常判定部の判定基準を設定する設定部を備えた、
付記1~9のいずれか1項に記載の自律移動装置。
(付記11)
前記自律移動装置の移動を制御する移動制御部を備え、
前記出力部は、判定結果として、必要な対策に応じた制御命令を前記移動制御部に出力する、
付記1~10のいずれか1項に記載の自律移動装置。
(付記12)
前記出力部が出力する必要な対策に応じた制御命令を設定する対策設定部を備えた、
付記11に記載の自律移動装置。
(付記13)
前記状態推定部は、前記センサ群による検知結果を入力し前記複数の状態ラベルの中のいずれかを出力する第3学習済みモデルを用いて、推定を実行する、
付記1~12のいずれか1項に記載の自律移動装置。
(付記14)
自律移動装置から前記自律移動装置における現在の状態を検知するセンサ群で取得された検知結果を受信する受信部と、
前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定部と、
前記状態推定部での推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定部と、
前記状態推定部で異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定部と、
前記第1異常判定部での判定結果と前記第2異常判定部での判定結果とを出力する出力部と、
前記第2異常判定部の判定基準を設定する基準設定部と、
を備え、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである、
サーバ装置。
(付記15)
前記自律移動装置の運行を管理する管理部をさらに備えた、
付記14に記載のサーバ装置。
(付記16)
付記14又は15に記載のサーバ装置と、前記センサ群が備えられた自律移動装置と、を備えた自律移動システム。
(付記17)
付記1~13のいずれか1項に記載の自律移動装置と、前記自律移動装置に接続され前記自律移動装置の運行を管理するサーバ装置と、を備えた自律移動システム。
(付記18)
自律移動装置における現在の状態を検知するセンサ群で取得された検知結果を取得する取得部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記取得部で取得された検知結果を複数回分入力し複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれかを出力する、対策ラベル出力用の学習済みモデルを生成し、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである、
学習装置。
(付記19)
前記制御部は、前記取得部で取得された検知結果を入力し前記自律移動装置の現在の状態を示すために予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれかを出力する、状態ラベル出力用の学習済みモデルを生成する、
付記18に記載の学習装置。
(付記20)
自律移動装置における現在の状態を前記自律移動装置内のセンサ群で検知した結果を取得する取得ステップと、
前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定ステップと、
前記状態推定ステップでの推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定ステップと、
前記状態推定ステップで異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定ステップと、
前記第1異常判定ステップでの判定結果と前記第2異常判定ステップでの判定結果とを出力する出力ステップと、
前記第2異常判定ステップの判定基準を設定する基準設定ステップと、
を備え、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである、
異常検知方法。
(付記21)
自律移動装置における現在の状態を検知するセンサ群で取得された検知結果を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得された検知結果を複数回分入力し複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれかを出力する、対策ラベル出力用の学習済みモデルを生成する生成ステップと、
を備え、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである、
学習方法。
(付記22)
自律移動装置内に具備された又は前記自律移動装置に接続されたコンピュータに、
前記自律移動装置における現在の状態を前記自律移動装置内のセンサ群で検知した結果を取得する取得ステップと、
前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定ステップと、
前記状態推定ステップでの推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定ステップと、
前記状態推定ステップで異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定ステップと、
前記第1異常判定ステップでの判定結果と前記第2異常判定ステップでの判定結果とを出力する出力ステップと、
前記第2異常判定ステップの判定基準を設定する基準設定ステップと、
を実行させ、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである、
プログラム。
(付記23)
自律移動装置内に具備された又は前記自律移動装置に接続されたコンピュータに、
前記自律移動装置における現在の状態を検知するセンサ群で取得された検知結果を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得された検知結果を複数回分入力し複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれかを出力する、対策ラベル出力用の学習済みモデルを生成する生成ステップと、
を実行させ、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルである、
プログラム。
A part or all of the above-described embodiments can be described as, but is not limited to, the following supplementary notes.
(Appendix 1)
A group of sensors that detects a current state of the autonomous mobile device;
a state estimation unit that estimates which of a plurality of predetermined state labels a current state of the autonomous mobile device corresponds to based on a detection result by the group of sensors;
a first abnormality determination unit that determines whether or not a current state is an abnormal state that requires a measure to change the current state, based on a result of estimation by the state estimation unit;
a second abnormality determination unit that determines whether the state estimation unit corresponds to a plurality of countermeasure labels or a normal label based on the results of estimation performed a plurality of times at different times by the state estimation unit;
an output unit that outputs a determination result of the first abnormality determination unit and a determination result of the second abnormality determination unit;
a criterion setting unit that sets a judgment criterion for the second abnormality judgment unit;
Equipped with
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each of the countermeasures to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure.
Autonomous mobility device.
(Appendix 2)
the second anomaly determination unit performs determination using a first trained model that receives a result estimated a plurality of times at different times by the state estimation unit, receives an estimation result by the state estimation unit, and outputs one of the plurality of countermeasure labels and the normal label;
2. The autonomous mobile device of
(Appendix 3)
The second abnormality determination unit has a history abnormality determination unit that executes a determination as to whether or not the state is in the history abnormal state by referring to a state history that is a history of the state label estimated by the state estimation unit.
3. The autonomous mobile device according to
(Appendix 4)
The state history also includes a history of state labels for other autonomous mobile devices of the same type as the autonomous mobile device.
4. The autonomous mobile device of
(Appendix 5)
An output destination of the output unit regarding the determination result of the first abnormality determination unit includes the second abnormality determination unit,
The second abnormality judgment unit has a test implementation unit that, when the judgment result of the first abnormality judgment unit indicates the abnormal state or the judgment result of the history abnormality judgment unit indicates the history abnormal state, executes a test to change and operate the control of the autonomous mobile device on a trial basis, and executes a final judgment of whether or not the history abnormality state exists based on the judgment result of the first abnormality judgment unit or the history abnormality judgment unit before the test and the judgment result of the first abnormality judgment unit or the history abnormality judgment unit after the test.
5. The autonomous mobile device according to
(Appendix 6)
An output destination of the output unit regarding the determination result of the first abnormality determination unit includes the second abnormality determination unit,
The second abnormality determination unit has a test execution unit that, when the determination result by the first abnormality determination unit indicates an abnormal state, executes a test to change and operate the control of the autonomous mobile device on a trial basis, and executes a determination as to whether or not the historical abnormality state exists based on the determination result by the first abnormality determination unit before the test and the determination result by the first abnormality determination unit after the test.
5. The autonomous mobile device according to
(Appendix 7)
the first abnormality determination unit determines whether the current state corresponds to one of a plurality of countermeasure labels predetermined for each type of countermeasure for changing the current state or a normal label indicating that no countermeasure is required;
The plurality of countermeasure labels include one or more types of test labels indicating that the test needs to be performed,
the test implementation unit, when the first abnormality determination unit indicates a result that corresponds to the one or more test labels, implements a test corresponding to the test label indicated by the determination result.
7. The autonomous mobile device according to
(Appendix 8)
the first abnormality determination unit determines whether the current state corresponds to a plurality of countermeasure labels predetermined for each type of countermeasure for changing the current state or a normal label indicating that no countermeasure is required;
8. The autonomous mobile device according to
(Appendix 9)
The first abnormality determination unit performs a determination using a second trained model that receives an estimation result from the state estimation unit and outputs one of the plurality of countermeasure labels and the normal label.
9. The autonomous mobile device of claim 8.
(Appendix 10)
A setting unit that sets a judgment criterion for the first abnormality judgment unit,
10. The autonomous mobile device according to any one of
(Appendix 11)
A movement control unit that controls movement of the autonomous moving device,
The output unit outputs a control command corresponding to a necessary measure to the movement control unit as a determination result.
11. The autonomous mobile device according to any one of
(Appendix 12)
A countermeasure setting unit that sets a control command corresponding to the necessary countermeasure output by the output unit,
12. The autonomous mobile device of
(Appendix 13)
The state estimation unit performs estimation using a third trained model that receives a detection result by the group of sensors and outputs one of the plurality of state labels.
13. The autonomous mobile device according to any one of
(Appendix 14)
a receiving unit that receives, from the autonomous mobile device, detection results acquired by a group of sensors that detect a current state of the autonomous mobile device;
a state estimation unit that estimates to which of a plurality of predetermined state labels a current state of the autonomous mobile device corresponds based on a detection result by the group of sensors;
a first abnormality determination unit that determines whether or not a current state is an abnormal state that requires a measure to change the current state, based on a result of estimation by the state estimation unit;
a second abnormality determination unit that determines whether the state estimation unit corresponds to a plurality of countermeasure labels or a normal label based on the results of estimation performed a plurality of times at different times by the state estimation unit;
an output unit that outputs a determination result of the first abnormality determination unit and a determination result of the second abnormality determination unit;
a criterion setting unit that sets a judgment criterion for the second abnormality judgment unit;
Equipped with
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure.
Server device.
(Appendix 15)
The autonomous mobile device further includes a management unit that manages the operation of the autonomous mobile device.
15. The server device according to
(Appendix 16)
16. An autonomous mobile system comprising: the server device according to claim 14 or 15; and an autonomous mobile device equipped with the group of sensors.
(Appendix 17)
An autonomous mobile system comprising: an autonomous mobile device according to any one of
(Appendix 18)
an acquisition unit that acquires detection results acquired by a group of sensors that detect a current state of the autonomous mobile device;
A control unit;
Equipped with
The control unit inputs the detection results acquired by the acquisition unit multiple times, and generates a trained model for outputting countermeasure labels, which outputs one of a plurality of countermeasure labels and a normal label;
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure.
Learning device.
(Appendix 19)
the control unit receives the detection result acquired by the acquisition unit, and outputs one of a plurality of predetermined state labels to indicate a current state of the autonomous mobile device, and generates a trained model for outputting a state label;
19. The learning device of
(Appendix 20)
an acquisition step of acquiring a result of detection of a current state of the autonomous mobile device by a group of sensors in the autonomous mobile device;
a state estimation step of estimating which of a plurality of predetermined state labels a current state of the autonomous mobile device corresponds to based on a detection result by the group of sensors;
a first abnormality determination step of determining whether or not a current state is an abnormal state that requires a measure to change the current state, based on a result of the estimation in the state estimation step;
a second abnormality determination step of determining which of a plurality of countermeasure labels or a normal label the state corresponds to based on the results of estimation performed a plurality of times at different times in the state estimation step;
an output step of outputting a determination result in the first abnormality determination step and a determination result in the second abnormality determination step;
a criterion setting step of setting a judgment criterion for the second abnormality judgment step;
Equipped with
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure.
Anomaly detection methods.
(Appendix 21)
an acquisition step of acquiring detection results acquired by a group of sensors that detect a current state of the autonomous mobile device;
A generation step of generating a trained model for outputting a countermeasure label, the trained model being configured to input a plurality of detection results acquired in the acquisition step and output one of a plurality of countermeasure labels and a normal label;
Equipped with
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure.
How to learn.
(Appendix 22)
A computer provided in the autonomous mobile device or connected to the autonomous mobile device,
an acquisition step of acquiring a result of detection of a current state of the autonomous mobile device by a group of sensors in the autonomous mobile device;
a state estimation step of estimating which of a plurality of predetermined state labels a current state of the autonomous mobile device corresponds to based on a detection result by the group of sensors;
a first abnormality determination step of determining whether or not a current state is an abnormal state that requires a measure to change the current state, based on a result of the estimation in the state estimation step;
a second abnormality determination step of determining which of a plurality of countermeasure labels or a normal label the state corresponds to based on the results of estimation performed a plurality of times at different times in the state estimation step;
an output step of outputting a determination result in the first abnormality determination step and a determination result in the second abnormality determination step;
a criterion setting step of setting a judgment criterion for the second abnormality judgment step;
Run the command,
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure.
program.
(Appendix 23)
A computer provided in the autonomous mobile device or connected to the autonomous mobile device,
an acquisition step of acquiring detection results acquired by a group of sensors that detect a current state of the autonomous mobile device;
A generation step of generating a trained model for outputting a countermeasure label, the trained model being configured to input a plurality of detection results acquired in the acquisition step and output one of a plurality of countermeasure labels and a normal label;
Run the command,
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each countermeasure to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure.
program.
1、10、10a 自律移動装置
1a、11 センサ群
1b、12 状態推定部
1c 第1異常判定部
1d 第2異常判定部
1e 出力部
1f、18 基準設定部
2 学習装置
2a 制御部
2b 制御部
2c 記憶部
2d 未学習モデル
2e 学習済みモデル
13 状態異常判定部
14 状態履歴異常判定部
15 試験実施部
16 対策決定部
17 移動制御部
40 生のセンサデータ
41 加工したセンサデータ
42 学習データ
50、50a サーバ装置
51 運行管理部
100 装置
101 プロセッサ
102 メモリ
103 インタフェース
1, 10, 10a Autonomous
Claims (7)
前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定部と、
前記状態推定部での推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定部と、
前記状態推定部で異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定部と、
前記第1異常判定部での判定結果とでの判定結果とを出力する出力部と、
前記第2異常判定部の判定基準を設定する基準設定部と、
を備え、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルであり、
前記第2異常判定部は、前記状態推定部での推定された状態ラベルの履歴である状態履歴を参照して、前記履歴異常状態であるか否かの判定を実行する履歴異常判定部を有し、
前記状態履歴は、前記自律移動装置と同種の他の自律移動装置についての状態ラベルの履歴も含む、
自律移動装置。 A group of sensors that detects a current state of the autonomous mobile device;
a state estimation unit that estimates to which of a plurality of predetermined state labels a current state of the autonomous mobile device corresponds based on a detection result by the group of sensors;
a first abnormality determination unit that determines whether or not a current state is an abnormal state that requires a measure to change the current state, based on a result of estimation by the state estimation unit;
a second abnormality determination unit that determines whether the state estimation unit corresponds to a plurality of countermeasure labels or a normal label based on the results of estimation performed a plurality of times at different times by the state estimation unit;
an output unit that outputs a determination result of the first abnormality determination unit;
a criterion setting unit that sets a judgment criterion for the second abnormality judgment unit;
Equipped with
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each of the countermeasures to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure;
the second abnormality determination unit has a history abnormality determination unit that executes a determination as to whether or not the state is in the history abnormal state by referring to a state history that is a history of state labels estimated by the state estimation unit,
The state history also includes a history of state labels for other autonomous mobile devices of the same type as the autonomous mobile device.
Autonomous mobility device.
前記第2異常判定部は、前記第1異常判定部での判定結果が前記異常状態であることを示している場合又は前記履歴異常判定部での判定結果が前記履歴異常状態であることを示している場合、試験的に前記自律移動装置の制御を変更して動作させる試験を実行し、前記試験前における前記第1異常判定部又は前記履歴異常判定部での判定結果と前記試験後における前記第1異常判定部又は前記履歴異常判定部での判定結果とに基づき、前記履歴異常状態であるか否かの最終的な判定を実行する試験実施部を有する、
請求項1に記載の自律移動装置。 An output destination of the output unit regarding the determination result of the first abnormality determination unit includes the second abnormality determination unit,
The second abnormality judgment unit has a test implementation unit that, when the judgment result of the first abnormality judgment unit indicates the abnormal state or the judgment result of the history abnormality judgment unit indicates the history abnormal state, executes a test to change and operate the control of the autonomous mobile device on a trial basis, and executes a final judgment of whether or not the history abnormality state exists based on the judgment result of the first abnormality judgment unit or the history abnormality judgment unit before the test and the judgment result of the first abnormality judgment unit or the history abnormality judgment unit after the test.
The autonomous mobile device according to claim 1 .
前記複数の対策ラベルには前記試験の実行が必要であることを示す1又は複数種類の試験ラベルを含み、
前記試験実施部は、前記第1異常判定部が前記1又は複数の試験ラベルに該当すると判定した結果を示した場合に、判定結果が示す試験ラベルに対応する試験を実施する、
請求項2に記載の自律移動装置。 the first abnormality determination unit determines whether the current state corresponds to one of a plurality of countermeasure labels predetermined for each type of countermeasure for changing the current state or a normal label indicating that no countermeasure is required;
The plurality of countermeasure labels include one or more types of test labels indicating that the test needs to be performed,
the test implementation unit, when the first abnormality determination unit indicates a result that corresponds to the one or more test labels, implements a test corresponding to the test label indicated by the determination result.
The autonomous mobile device according to claim 2 .
前記出力部は、判定結果として、必要な対策に応じた制御命令を前記移動制御部に出力する、
請求項1~3のいずれか1項に記載の自律移動装置。 A movement control unit that controls movement of the autonomous moving device,
The output unit outputs a control command corresponding to a necessary measure to the movement control unit as a determination result.
The autonomous mobile device according to any one of claims 1 to 3 .
前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定部と、
前記状態推定部での推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定部と、
前記状態推定部で異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定部と、
前記第1異常判定部での判定結果と前記第2異常判定部での判定結果とを出力する出力部と、
前記第2異常判定部の判定基準を設定する基準設定部と、
を備え、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルであり、
前記第2異常判定部は、前記状態推定部での推定された状態ラベルの履歴である状態履歴を参照して、前記履歴異常状態であるか否かの判定を実行する履歴異常判定部を有し、
前記状態履歴は、前記自律移動装置と同種の他の自律移動装置についての状態ラベルの履歴も含む、
サーバ装置。 a receiving unit that receives, from the autonomous mobile device, detection results acquired by a group of sensors that detect a current state of the autonomous mobile device;
a state estimation unit that estimates to which of a plurality of predetermined state labels a current state of the autonomous mobile device corresponds based on a detection result by the group of sensors;
a first abnormality determination unit that determines whether or not a current state is an abnormal state that requires a measure to change the current state, based on a result of estimation by the state estimation unit;
a second abnormality determination unit that determines whether the state estimation unit corresponds to a plurality of countermeasure labels or a normal label based on the results of estimation performed a plurality of times at different times by the state estimation unit;
an output unit that outputs a determination result of the first abnormality determination unit and a determination result of the second abnormality determination unit;
a criterion setting unit that sets a judgment criterion for the second abnormality judgment unit;
Equipped with
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each of the countermeasures in order to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure;
the second abnormality determination unit has a history abnormality determination unit that executes a determination as to whether or not the state is in the history abnormal state by referring to a state history that is a history of state labels estimated by the state estimation unit,
The state history also includes a history of state labels for other autonomous mobile devices of the same type as the autonomous mobile device.
Server device.
前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定ステップと、
前記状態推定ステップでの推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定ステップと、
前記状態推定ステップで異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定ステップと、
前記第1異常判定ステップでの判定結果と前記第2異常判定ステップでの判定結果とを出力する出力ステップと、
前記第2異常判定ステップの判定基準を設定する基準設定ステップと、
を備え、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルであり、
前記第2異常判定ステップは、前記状態推定ステップでの推定された状態ラベルの履歴である状態履歴を参照して、前記履歴異常状態であるか否かの判定を実行する履歴異常判定ステップを備え、
前記状態履歴は、前記自律移動装置と同種の他の自律移動装置についての状態ラベルの履歴も含む、
異常検知方法。 an acquisition step of acquiring a result of detection of a current state of the autonomous mobile device by a group of sensors in the autonomous mobile device;
a state estimation step of estimating which of a plurality of predetermined state labels a current state of the autonomous mobile device corresponds to based on a detection result by the group of sensors;
a first abnormality determination step of determining whether or not a current state is an abnormal state that requires a measure to change the current state, based on a result of the estimation in the state estimation step;
a second abnormality determination step of determining which of a plurality of countermeasure labels or a normal label the state corresponds to based on the results of estimation performed a plurality of times at different times in the state estimation step;
an output step of outputting a determination result in the first abnormality determination step and a determination result in the second abnormality determination step;
a criterion setting step of setting a judgment criterion for the second abnormality judgment step;
Equipped with
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each of the countermeasures to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure;
The second abnormality determination step includes a history abnormality determination step of determining whether or not the state is the history abnormal state by referring to a state history that is a history of the state label estimated in the state estimation step,
The state history also includes a history of state labels for other autonomous mobile devices of the same type as the autonomous mobile device.
Anomaly detection methods.
前記自律移動装置における現在の状態を前記自律移動装置内のセンサ群で検知した結果を取得する取得ステップと、
前記センサ群による検知結果に基づき、前記自律移動装置における現在の状態が予め定められた複数の状態ラベルの中のいずれに該当するかを推定する状態推定ステップと、
前記状態推定ステップでの推定結果に基づき、現在の状態が該状態を変えるための対策を必要とする異常状態であるか否かを判定する第1異常判定ステップと、
前記状態推定ステップで異なる時間に複数回推定された結果に基づき、複数の対策ラベルと正常ラベルとの中のいずれに該当するかを判定する第2異常判定ステップと、
前記第1異常判定ステップでの判定結果と前記第2異常判定ステップでの判定結果とを出力する出力ステップと、
前記第2異常判定ステップの判定基準を設定する基準設定ステップと、
を実行させ、
前記複数の対策ラベルは、前記複数回推定された結果が示す前記自律移動装置の状態が該状態を変えるための対策を必要とする履歴異常状態であることを示すために、前記対策毎に予め定められたラベルであり、前記正常ラベルは対策が不要なラベルであり、
前記第2異常判定ステップは、前記状態推定ステップでの推定された状態ラベルの履歴である状態履歴を参照して、前記履歴異常状態であるか否かの判定を実行する履歴異常判定ステップを備え、
前記状態履歴は、前記自律移動装置と同種の他の自律移動装置についての状態ラベルの履歴も含む、
プログラム。 A computer provided in the autonomous mobile device or connected to the autonomous mobile device,
an acquisition step of acquiring a result of detection of a current state of the autonomous mobile device by a group of sensors in the autonomous mobile device;
a state estimation step of estimating which of a plurality of predetermined state labels a current state of the autonomous mobile device corresponds to based on a detection result by the group of sensors;
a first abnormality determination step of determining whether or not a current state is an abnormal state that requires a measure to change the current state, based on a result of the estimation in the state estimation step;
a second abnormality determination step of determining which of a plurality of countermeasure labels or a normal label the state corresponds to based on the results of estimation performed a plurality of times at different times in the state estimation step;
an output step of outputting a determination result in the first abnormality determination step and a determination result in the second abnormality determination step;
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Run the command,
the plurality of countermeasure labels are labels that are predetermined for each of the countermeasures to indicate that the state of the autonomous mobile device indicated by the results of the plurality of estimations is a historical abnormal state that requires a countermeasure to change the state, and the normal label is a label that does not require a countermeasure;
The second abnormality determination step includes a history abnormality determination step of determining whether or not the state is the history abnormal state by referring to a state history that is a history of the state label estimated in the state estimation step,
The state history also includes a history of state labels for other autonomous mobile devices of the same type as the autonomous mobile device.
program.
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