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Ubicomp/ISWC 2015 PDR Challenge 開催報告

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HCGシンポジウム2015で発表したUbicomp/ISWC 2015 PDR Challenge 開催報告の資料です.

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Ubicomp/ISWC 2015 PDR Challenge 開催報告

  1. 1. Ubicomp/ISWC 2015 PDR Challenge 開催報告 梶克彦(愛知工業大学) 河口信夫(名古屋大学)
  2. 2. 屋内位置推定 • 絶対位置推定 • WiFi (Fingerprinting, Triangulation) • 残留磁気 • iBeacon • 赤外線,音波,RFタグ,画像 etc… • 相対位置推定 • PDR(Pedestrian Dead-Reckoning) • 絶対位置推定+相対位置推定の統合手法が主流 • 既にビジネス展開されている
  3. 3. 現状の問題点 • 個別技術の追求が不十分 • 精度,ロバスト性,省電力性 etc… • 評価手法も定まっていない • どれを選んでいいのかわからない • 共通利用できるコーパスも不十分 • フェアな手法比較が困難
  4. 4. PDR(Pedestrian Dead-Reckoning) 加速度 角速度 気圧 ・・・
  5. 5. 関連動向 • チャレンジ/コンペティション • EvAAL-ETRI Indoor Localization Competition (IPIN2015) • Microsoft Indoor Localization Competition (IPSN2015) • コーパス/データセット • HASC-IPSC (ACC, Mag, Gyro, Air Pressure, WiFi) • UCI Machine Learning Repository • UJIIndoorLoc Data Set (WiFi), UJIIndoorLoc-Mag Data Set (Mag) • NAVVIS (2D image, 3D Point clouds) • 標準化 • PDRベンチマーク標準化委員会
  6. 6. 屋内位置推定コンペの歴史 (EvAALより引用) http://evaal.aaloa.org/files/EvAAL%20web%20presentation%202015.pdf
  7. 7. EvAAL-ETRI Indoor Localization Competition 2015年の開催概要 • デバイス • スマートフォン • 足に取り付けられたIMU(Innertial Measurement Unit) • センサ(相対位置推定用) • 加速度・角速度・磁気・カメラ • インフラ(絶対位置推定用) • GNSS・WiFi・Bluetooth・NFC・RFID・携帯電波 • 位置推定手法 • 相対位置推定のみ(On-site) • 相対位置推定+絶対位置推定(On-site) • 絶対位置推定のみ(Off-site) • 歩行者 • 運営側が用意したアクター • Androidのステップ推定アプリを提供ー>それを改良
  8. 8. Microsoft Indoor Localization Competition 2015年の開催概要 • デバイス • なんでもあり(スマホ・IMU・スマートグラス) • センサ(相対位置推定用) • なんでもあり • インフラ(絶対位置推定用) • なんでもあり • 位置推定手法 • 相対位置推定のみ(On-site) • 相対位置推定+絶対位置推定(On-site) • 歩行者 • 運営側が用意したアクター
  9. 9. 我々の狙い • IPIN,IPSNにおける位置推定コンペの特徴 • なんでもありの統合手法が対象(有利不利がはっきり) • アクターが決められた動きを行う(個人特性?) • 参加者チームごとにデータ測定(評価の公平性?) • 収集データは公開していない(もったいない) • Ubicomp/ISWC 2015 PDR Challenge • 統合手法でなくPDR単体での精度を追求したい • 複数の一般人の移動を対象にしたい • 全チームが同じデータセットで競いたい • せっかく収集したデータを公開したい • (Ubicomp/ISWC2015が大阪開催!! 何かしたい!!)
  10. 10. オープンチャレンジ • 運営,参加者が議論しながら進めるチャレンジ • ルール • 参加方法 • 評価方法
  11. 11. PDR Challengeカテゴリ • PDRアルゴリズム部門 • 5チームの参加(PDR精度の追求) • 評価手法部門 • 2件の発表(評価手法・ベンチマーク化) • エキシビション • 企業の製品を体験(PDR+iBeaconの統合手法)
  12. 12. PDR Challengeカテゴリ • PDRアルゴリズム部門 • 5チームの参加(PDR精度の追求) • 評価手法部門 • 2件の発表(評価手法・ベンチマーク化) • エキシビション • 企業の製品を体験(PDR+iBeaconの統合手法)
  13. 13. アルゴリズム部門概要 • 歩行方法:スマートフォンを手持ちで歩行 • センサ :加速度・角速度・磁気・気圧 • 歩行者 :Ubicomp/ISWC参加者 • 対象環境:グランフロント大阪 • 正解情報:曲がり角でタイムスタンプを記録 • 精度評価:1秒毎の誤差(ユークリッド距離)
  14. 14. アルゴリズム部門参加方式 スケルトン PDR1 PDR2 PDR3 ①参加者はPDRアルゴリズム (JARファイル)を提出 ③PDRアプリで リアルタイム位置推定 PDR2 ②各アルゴリズムを Androidスケルトンに適用 PDR4 • ソースコードを提出できない企業にも参加してもらいたい • アルゴリズムだけ書けば参加できるようにしたい
  15. 15. 当日のデータ収集
  16. 16. 評価方式 ①歩行データを 順次アップロード 精度 PDR1 PDR2 データ1 xxx xxx データ2 yyy yyy データ3 … データ4 ②サーバ側でPDRアプリ をシミュレーション ③位置推定精度を評価 サーバ 歩行者1 歩行者2 歩行者3 歩行者4 データ1 データ2 データ3 データ4 • 全チームが同じデータで評価されるので公平
  17. 17. オンライン評価システム(軌跡可視化) 各PDRアルゴリズムの 推定軌跡を比較可能 • データアップロード検出で自動更新 http://pdrsv.hasc.jp
  18. 18. オンライン評価システム(評価詳細) 詳細な推定精度を 確認可能 http://pdrsv.hasc.jp
  19. 19. On-siteチャレンジの魅力: ライブ感! データ収集目標まで あと○○人! 今とったデータで 精度を比較
  20. 20. データ収集結果 • 経路種類 : 5 • 端末種類 : 4 • 被験者数 : 105 90 • 歩行データ : 343 229 • データサイズ: 660MByte • LIDAR データ: 2.5Gbyte (データ整理難航中…) • PDR Challenge Corpusとして来夏公開予定
  21. 21. 評価例 正解軌跡 推定軌跡
  22. 22. 正解軌跡 推定軌跡 評価例
  23. 23. 最終結果 Error Avg. [m] Error SD. Team Freshers 12.96 9.21 TUT USL 13.06 7.78 No PDR, No future. 3.49 1.69 Kohei Kanagu 10.67 6.53 Team UCLAB (unofficial) 46.93 9.37
  24. 24. 最終結果 Error Avg. [m] Error SD. Team Freshers 12.96 9.21 TUT USL 13.06 7.78 No PDR, No future. 3.49 1.69 Kohei Kanagu 10.67 6.53 Team UCLAB (unofficial) 46.93 9.37 (evaluation by 231 traces)
  25. 25. LIDARの設置
  26. 26. LIDARによるトラッキング (ATR-Promotions)
  27. 27. まとめ • Ubicomp/ISWC 2015 PDR Challengeを終えて • 評価の仕組みは今後も別チャレンジ使用可能 • 現在もチャレンジ参加者のアルゴリズム更新を受付け中 • 企業の本気を見られた • 教育の機会になった • 100人規模の屋内歩行データを収集できた • 今後の展望 • PDR Challenge Corpus の整備と公開 • 本チャレンジを別の会場で実施 • オンラインチャレンジの実施

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