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公開番号2024071181
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-24
出願番号2022182001
出願日2022-11-14
発明の名称空間画像生成装置、物体検知装置及び物体検知方法
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人大阪大学
代理人弁理士法人高田・高橋国際特許事務所
主分類G06T 7/50 20170101AFI20240517BHJP(計算;計数)
要約【課題】無線情報から3次元の空間画像を高精度に生成することができる空間画像生成装置、物体検知装置及び物体検知方法を得る。
【解決手段】生成器16と判別器17が、損失関数に基づいて学習を行う敵対的生成ネットワークを構成する。学習時において、生成器16は、対象エリアを伝搬した無線信号の伝搬チャネル情報から偽の3次元点群を生成し、判別器17は、対象エリアの真の3次元点群と偽の3次元点群を比較して偽の3次元点群の正否を判定する。運用時において、生成器16は、伝搬チャネル情報から3次元の空間画像を生成する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
損失関数に基づいて学習を行う敵対的生成ネットワークを構成する生成器と判別器を備え、
学習時において、前記生成器は、対象エリアを伝搬した無線信号の伝搬チャネル情報から偽の３次元点群を生成し、前記判別器は、前記対象エリアの真の３次元点群と前記偽の３次元点群を比較して前記偽の３次元点群の正否を判定し、
運用時において、前記生成器は、前記伝搬チャネル情報から３次元の空間画像を生成することを特徴とする空間画像生成装置。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
学習時において、前記生成器のみを学習させた後に前記生成器と前記判別器を同時に学習させることを特徴とする請求項１に記載の空間画像生成装置。
【請求項３】
前記生成器は、グラフ畳み込みニューラルネットワークを用いて前記伝搬チャネル情報から３次元点群を復元することを特徴とする請求項１又は２に記載の空間画像生成装置。
【請求項４】
前記生成器は、ＴｒｅｅＧＡＮに基づいて正規分布に従う乱数と前記伝搬チャネル情報から３次元点群を復元することを特徴とする請求項１又は２に記載の空間画像生成装置。
【請求項５】
前記損失関数としてChamfer Distance又はFrechet Point Cloud Distanceを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間画像生成装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の空間画像生成装置と、
生成した前記空間画像を画像処理して前記対象エリアでの物体の有無を検知する物体検知部とを備えることを特徴とする物体検知装置。
【請求項７】
損失関数に基づいて学習を行う敵対的生成ネットワークを構成する生成器と判別器を用いた物体検知方法であって、
学習時において、前記生成器が、対象エリアを伝搬した無線信号の伝搬チャネル情報から偽の３次元点群を生成し、前記判別器が、前記対象エリアの真の３次元点群と前記偽の３次元点群を比較して前記偽の３次元点群の正否を判定する工程と、
運用時において、前記生成器が、前記伝搬チャネル情報から３次元の空間画像を生成する工程と、
生成した前記空間画像を画像処理して前記対象エリアでの物体の有無を検知する工程とを備えることを特徴とする物体検知方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、空間画像生成装置、物体検知装置及び物体検知方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、ＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）、ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアの伝搬チャネル情報（CSI: Channel State Information）などの無線情報から２次元の画像・映像を生成するワイヤレスセンシング技術が開発されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
CSI2Image: Image Reconstruction From Channel State Information Using Generative Adversarial Networks, IEEE Access 2021
3D Point Cloud Generative Adversarial Network Based on Tree Structured Graph Convolutions, arXiv:1905.06292v2 [cs.CV] 16 May 2019
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線情報からのセンシングとして、位置の推定、距離の測定など色々なセンシングが検討されている。しかし、２次元情報は固定視点からの視覚情報となってしまうため、死角が生じ、センシングにおける重要な情報や行動が欠落する可能性がある。例えば、画像に写っている製品又は機器の裏側が欠陥したり、死角で行われている重要な行動や仕草が欠落したりする。このため、センシング精度が低下するという問題があった。また、無線情報から３次元の空間情報を復元する技術はこれまで確立されていない。
【０００５】
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は無線情報から３次元の空間画像を高精度に生成することができる空間画像生成装置、物体検知装置及び物体検知方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る空間画像生成装置は、損失関数に基づいて学習を行う敵対的生成ネットワークを構成する生成器と判別器を備え、学習時において、前記生成器は、対象エリアを伝搬した無線信号の伝搬チャネル情報から偽の３次元点群を生成し、前記判別器は、前記対象エリアの真の３次元点群と前記偽の３次元点群を比較して前記偽の３次元点群の正否を判定し、運用時において、前記生成器は、前記伝搬チャネル情報から３次元の空間画像を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示により、無線情報から３次元の空間画像を高精度に生成することができる。従って、多視点からのセンシングが可能となり、センシング精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態に係る物体検知システムを示す図である。
送信局の構成例を示すブロック図である。
受信局の構成例を示すブロック図である。
実施の形態に係る物体検知装置を示すブロック図である。
実施の形態に係る生成器のネットワーク構造を示す図である。
実施の形態に係る判別器のネットワーク構造を示す図である。
実施の形態に係る判別器の学習のさせ方を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、実施の形態に係る物体検知システムを示す図である。対象エリア１内に送信局２ａ，２ｂと受信局３ａ，３ｂが配置されている。無線信号が送信局２ａ，２ｂから受信局３ａ，３ｂにそれぞれ送信される。これらの無線信号はＯＦＤＭ信号であり、それぞれ対象エリア１に存在する物体４の影響を受ける。カメラ５ａ，５ｂは対象エリア１の画像をそれぞれ別方向から撮影する。受信局３ａ，３ｂ及びカメラ５ａ，５ｂは物体検知装置６に接続されている。物体検知装置６は対象エリア１での物体４の有無を検知する。
【００１０】
なお、図１は送信局と受信局が２組の構成を示しているが、１組又は３組以上の構成でもよい。また、１つの送信局と複数の受信局の組み合わせでもよい。また、カメラが２つの構成を示したが、３つ以上でもよい。また、図１では送信局２ａ，２ｂと受信局３ａ，３ｂがそれぞれ物体４を挟んで対向しているが、物理的に対向している必要はない。
（【００１１】以降は省略されています）

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