JP2019049631A

JP2019049631A - 昇降機用作業訓練装置

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Publication number: JP2019049631A
Application number: JP2017173435A
Authority: JP
Inventors: 智晴中野; Tomoharu Nakano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2019-03-28

Abstract

【課題】昇降機、昇降路内、作業内容、人の属性などに起因する様々な作業環境を適切に再現することにより、昇降機およびその昇降路への作業訓練の品質を向上させる。【解決手段】訓練情報入力部１００には、作業訓練の対象となる訓練者などを示す訓練情報が入力される。環境特定部１２４は、訓練情報に基づいて、作業訓練の対象となる昇降機およびこれらの昇降路の変化の状態および作業環境を示す情報を得る。環境再現室１５４のアーコンディショナーは、訓練者を収容し、作業環境の温度および湿度を再現する。環境再現室１５４内で、センサ２０は、訓練者の姿勢を検出する。３Ｄ画像生成部１３２は、得られた情報から、作業訓練用のＶＲ画像を生成し、訓練者に示して模擬的な作業を行わせる。訓練結果評価部１６０は、検出された訓練者の姿勢に基づいて、訓練者が作業訓練に合格したか否かを評価する。【選択図】図１

Description

この発明は、昇降機用作業訓練装置に関する。

人工現実感（Virtual Reality；VR）技術または複合現実感(Mixed Reality; MR)技術を応用して、風、昼夜、寒暖、降雨、降雪などの環境を再現する訓練システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０００−０５０４４５号公報

特許文献１に開示されたシステムは、架電・送電施設の保守・補修の作業訓練を行うときに、天候に起因する環境を再現する。
一方、昇降機の設置、保守及び補修に関しても様々な訓練が行われており、人工現実感技術の応用が考えられる。しかしながら、特許文献１に開示されたシステムは、架電・送電施設の保守・補修の作業訓練に特化したものであり、他種類の作業訓練にそのまま適用することは困難である。
また、担当者、昇降機、設置場所などに応じて、作業環境を変更することが望ましいが、特許文献１のシステムでは、このような対応は困難である。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、昇降機に関連する各種訓練に関し、作業環境を適切に再現できる昇降機用作業訓練装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる昇降機用作業訓練装置の訓練情報入力装置は、作業訓練の対象となる昇降機と昇降機への作業訓練を行う訓練者と作業訓練の内容とを示す訓練情報を入力する。作業環境情報特定装置は、入力された訓練情報に基づいて、昇降機が設置される位置と昇降機の訓練者およびその属性と昇降機の環境とを示す作業環境情報を特定する。環境再現装置は、特定された作業環境情報に基づいて、温度と湿度の少なくとも一方を含む作業環境を再現する。画像生成装置は、入力された作業情報と特定された作業環境情報とに基づいて、訓練の対象となる昇降機およびその昇降路と、この昇降機およびその昇降路に生じる変化の状態と、訓練者の姿勢とを再現する画像を生成する。

この発明は、作業環境を再現することにより、昇降機関連の作業訓練の品質を向上させることができる。

この発明の実施の形態にかかる昇降機用作業訓練装置の構成を示す図図１に示した作業環境再現部の作業環境情報ＤＢが記憶する情報を例示する図図１に示されたマスタ情報記憶部の訓練者マスタＤＢが記憶する情報を例示する図図１に示されたマスタ情報記憶部の訓練指示マスタＤＢが記憶する情報を例示する図図１に示されたマスタ情報記憶部の作業マスタＤＢが記憶する情報を例示する図図１に示されたマスタ情報記憶部の昇降機仕様マスタＤＢが記憶する情報を例示する図図１に示されたマスタ情報記憶部の昇降機部品マスタＤＢが記憶する情報を例示する図図１に示された訓練結果評価部の評価履歴ＤＢが記憶する情報を例示する図図１に示された昇降機用作業訓練装置のハードウエア構成を示す図図１に示された訓練情報入力部の訓練情報入出力部の処理を示すフローチャート図１に示した作業環境再現部に含まれる環境特定部の処理を示すフローチャート図１に示した作業環境再現部の３Ｄ画像生成部の処理を示すフローチャート

［昇降機用作業訓練装置１の構成］
まず、実施の形態にかかる昇降機用作業訓練装置１の構成を説明する。

図１に示されるように、昇降機用作業訓練装置１は、作業員に訓練を受けさせる監督者（以下、「ユーザ」と記す）の操作を受け入れる訓練情報入力部１００、昇降機用作業訓練装置１の動作全体を制御する制御部１１０、作業環境を再現する作業環境再現部１２０、作業訓練に必要なマスタ情報を記憶するマスタ情報記憶部１４０、訓練結果を評価する訓練結果評価部１６０、訓練者を光学的に検出するセンサ２０、訓練者の頭部に装着されて人工現実感画像（ＶＲ画像）を表示するＨＭＤ(Head Mounted Display)３０を備える。昇降機用作業訓練装置１は、これらの構成要素により、昇降機およびその昇降路への訓練者の作業訓練を支援し、さらに、この作業訓練の結果を評価する。

訓練情報入力部１００は、請求項における訓練情報入力装置の一例であり、訓練を受ける作業員（以下、「訓練者」と記す）に訓練を受けさせる監督者（以下、「ユーザ」と記す）の操作を受け付け、入力装置および出力装置（いずれも図示せず）を含む操作部１０２、ユーザの操作に基づいて訓練情報を生成して出力および記憶する訓練情報入出力部１０４、および、生成された訓練情報を記憶する訓練情報ＤＢ１０６を備える。

作業環境再現部１２０は、昇降機の環境情報を生成する再現部１２２、訓練者の姿勢を示す情報を生成するセンサ入力解析部１３０、ＶＲ画像を生成する３Ｄ画像生成部１３２、３Ｄモデルを記憶する３ＤモデルＤＢ１３４、作業環境に関するマスタ情報を記憶するマスタ情報記憶部１４０、作業環境情報を記憶する作業環境情報ＤＢ１５２、および、作業環境を再現する環境再現室１５４を備える。

再現部１２２は、訓練の対象となる昇降機の環境情報を特定して、これらを示す情報を生成する。再現部１２２は、マスタ情報記憶部１４０に記憶された情報から訓練の対象となる昇降機の環境情報を特定する環境特定部１２４、および、特定された昇降機およびその昇降路を示す情報から、これらの作業環境を再生する環境再生部１２６を含む。環境特定部１２４は、請求項における、入力された訓練情報に基づいて、昇降機が設置される位置と訓練者およびその属性と昇降機の環境とを示す作業環境情報を特定する作業環境情報特定装置の一例である。また、環境再生部１２６は、請求項における、特定された作業環境情報に基づいて、温度と湿度の少なくとも一方を含む作業環境を再現する環境再現装置の一例である。

センサ入力解析部１３０は、センサ２０が光学的に検出したデータを解析して訓練者の姿勢を示す姿勢情報を生成する。センサ２０とセンサ入力解析部１３０は、請求項における訓練者の姿勢を検出する検出装置の一例である。
３Ｄ画像生成部１３２は、訓練者に示すＶＲ画像を生成する。３Ｄ画像生成部１３２は、請求項における、入力された作業情報と特定された作業環境情報とに基づいて、訓練の対象となる昇降機およびその昇降路と、この昇降機およびその昇降路に生じる変化の状態と、訓練者の姿勢とを再現する画像を生成する画像生成装置の一例である。
３ＤモデルＤＢ１３４は、ＶＲ画像の生成のために用いられる昇降機およびその昇降路の３Ｄモデルを記憶する。３ＤモデルＤＢ１３４は、請求項における、昇降機およびその昇降路の立体的な形状を示す形状情報を記憶する形状記憶装置の一例である。
昇降機部品マスタＤＢ１５０は、昇降機の部品に関するマスタ情報を記憶する。
作業環境情報ＤＢ１５２は、図２に例示するように、作業環境を特定する情報を平衡木の形式で記憶する。
環境再現室１５４は、センサ２０および空気調和機が内部に取り付けられ、訓練者に作業環境を再現する。環境再現室１５４は、環境再生部１２６と共に、請求項における環境再現装置の一例として機能する。

マスタ情報記憶部１４０は、訓練対象者の情報を記憶する訓練者マスタＤＢ１４２、訓練の指示に関する情報を記憶する訓練指示マスタＤＢ１４４、作業に関する情報を記憶する作業マスタＤＢ１４６、昇降機の仕様に関する情報を記憶する昇降機仕様マスタＤＢ１４８、および、昇降機の部品に関する情報を記憶する昇降機部品マスタＤＢ１５０を含む。各ＤＢの詳細は後述する。

なお、以下、マスタ情報記憶部１４０に含まれるこれらのＤＢを、マスタＤＢと総称する。また、図１においては、マスタ情報記憶部１４０と作業環境再現部１２０とは、両端に矢印が付された直線で接続されており、これは、作業環境再現部１２０からの制御に応じて、マスタ情報記憶部１４０が情報を作業環境再現部１２０に出力することを示している。このような図示の意味は、他のＤＢとその接続先についても同じである。

［訓練評価部］
図１に示す訓練結果評価部１６０は、訓練結果を評価する評価部１６２、評価の履歴情報を記憶する評価履歴ＤＢ１６４、訓練結果およびその評価結果を出力する訓練結果出力部１６６、および、訓練結果の評価のための情報を記憶する評価情報ＤＢ１６８を含む。ここで、評価部１６２は、請求項における訓練者の姿勢および予め定められたむだな動作を検出し、検出した姿勢およびむだな動作とに基づいて、訓練者の模擬的な作業を評価する評価装置の一例である。

［演算処理装置１８］
昇降機用作業訓練装置１は、物理的には、図９に例示する演算処理装置１８から構成される。
図示するように、演算処理装置１８は、ＣＰＵおよびその周辺回路を含む演算処理部１８０、センサ２０が接続されるセンサインターフェース（ＩＦ）１８４、ＲＯＭおよびＲＡＭを含むメモリ１８６、ＨＤおよびＤＶＤとの間でデータを記憶および再生する記憶装置１８８、キーボードおよびディスプレイを含む入出力装置１９０、および、環境再現室１５４を制御する環境再現室ＩＦ１９２を備える。
演算処理部１８０は、一般的なコンピュータとしての構成要素を備え、メモリ１８６にロードされたソフトウェア（プログラム）を実行して、昇降機用作業訓練装置１のソフトウェア的な構成要素を実現する。

［昇降機用作業訓練装置１の各構成要素］
以下、実施の形態にかかる昇降機用作業訓練装置１の各構成要素を詳細に説明する。

［各ＤＢが記憶する情報］
まず、昇降機用作業訓練装置１が備えるＤＢが記憶する情報を説明する。
図２に示されるように、作業環境情報ＤＢ１５２は、情報を、最上位階層の１つの親ノードと、最上階層以外の複数の下位階層それぞれに含まれる複数の子ノードとから構成される平衡木の形式で定義して記憶する。作業環境情報ＤＢ１５２においては、各情報を定義する親ノードと最下位層の子ノードと間の枝の数は、各情報の間で同数である。また、以下、図２に含まれる階層の内、最上位階層から１〜８つだけ下の階層は、階層１〜８と記される。

図２に示される階層２〜８それぞれに含まれる複数の子ノードそれぞれは、１つ上の階層１〜７それぞれに含まれる複数の子ノードのいずれかに、枝を介して接続される。階層１は、複数の国のいずれかにそれぞれ対応する複数の子ノードを含む。階層２は、階層１の子ノードが対応する複数の国の複数の地域のいずれかにそれぞれ対応する複数の子ノードを含む。図２に示される平衡木において、これら階層１および階層２は、場所カテゴリを構成する。なお、複数の子ノードを含む各カテゴリにおいて、上の階層の子ノードは、それ以下の階層の子ノードと同等な事項、または、それ以下の階層の子ノードよりも広義的な事項に対応する。

階層３は、階層２の子ノードに対応する複数の地域のいずれかにいる訓練者の性別にそれぞれ対応する２つの子ノードを含む。階層４は、階層３の子ノードに対応するいずれかの性別の訓練者の複数の年齢の範囲にそれぞれ対応する複数の子ノードを含む。階層５は、階層４の子ノードに対応する複数の年齢の範囲のいずれかの訓練者の複数の身長の範囲にそれぞれ対応する複数の子ノードを含む。階層６は、階層５の子ノードに対応するいずれかの身長の範囲の訓練者の複数の体重の範囲にそれぞれ対応する複数の子ノードを含む。これら階層２〜階層６は、人カテゴリを構成する。

なお、人カテゴリに含まれる子ノードに対応する訓練者の性別および体重情報は、訓練のためのＶＲ画像の生成のために直接的に用いられない。しかしながら、例えば、身長が比較的低くて、体重が比較的重い訓練者を想定すると、この訓練者の手足は比較的太いと想定できる。従って、このような作業者は、比較的細い手足を持つ作業者よりも、昇降機およびその昇降路の狭い隙間に手足を入れる作業をしない傾向を有すると予想される。作業環境情報ＤＢ１５２の平衡木に、これらの情報を含ませることにより、昇降機用作業訓練装置１の機能を、効率的な訓練作業を実行できるように拡張できる。

階層７は、階層６の子ノードに対応するいずれかの体重の範囲の訓練者の作業訓練の対象となる昇降機の周囲の複数の気温の範囲にそれぞれ対応する複数の子ノードを含む。階層８は、階層７の子ノードに対応するいずれかの気温の範囲における複数の湿度の範囲にそれぞれ対応する複数の子ノードを含む。最下層の階層８の子ノードには、さらに、階層１から階層８まで枝を介して１つの経路で接続された複数の子ノードの組合せにより昇降機およびその昇降路に生じる部品の摩耗および不具合の内容といった変化を示す情報がさらに対応付けられて記憶される。図２に示される平衡木において、これら階層７および階層は、環境カテゴリを構成する。なお、摩耗は、部品または装置を単位として、昇降機の据え付け当初と著しく異なる状態を意味する。また、不具合は、昇降機において、同じ種類の昇降機と異なっている状態を意味する。

図１に示す訓練者マスタＤＢ１４２は、図３に示すように、複数のエントリを含むテーブル形式で訓練者情報を記憶する。各エントリは、各訓練者に一意に付与された訓練者番号と、訓練者の国籍、担当地域、氏名、性別、年齢、身長および体重を示すデータを含む。これらのデータは、予め昇降機のメンテナンスを行う会社によって作成され、訓練者マスタＤＢ１４２に記憶されている。

なお、マスタ情報記憶部１４０の訓練者マスタＤＢ１４２以外のマスタＤＢが記憶する情報も、訓練者マスタＤＢ１４２が記憶する情報と同様に、昇降機メンテナンス会社の作業者によって予め作成される。また、マスタＤＢおよび評価履歴ＤＢ１６４は、図３〜図８に示されるように、複数のエントリを含むテーブル形式で情報を記憶する。

図１に示す訓練指示マスタＤＢ１４４が記憶する訓練指示情報の各エントリは、図４に示されたように、ＩＤ、作業ＩＤ、作業名称、作業手順番号および作業指示内容を含む。ＩＤは、エントリの識別子である。作業ＩＤは、作業訓練の対象となる作業の識別子である。作業名称は、この作業の名称である。作業手順番号は、この作業の手順を一意に示す番号である。作業指示内容は、この作業の具体的な内容である。

図１に示す作業マスタＤＢ１４６が記憶する作業情報の各エントリは、図５に示されたように、ＩＤ、作業ＩＤ、作業名称および１つ以上の対象品目コードを含む。各対象品目コードは、昇降機およびその昇降路を構成する装置および部品の識別子である。なお、図５に示された対象品目コードにより識別される装置および部品は、昇降機の機種およびその昇降路に応じて異なる機能を実現することがある。しかしながら、機能が異なっていたとしても、同一の装置および部品には、同一の対象品目コードが付される。

図１に示す昇降機仕様マスタＤＢ１４８が記憶する昇降機仕様情報の各エントリは、図６に示されたように、ＩＤ、建物番号、昇降機番号（号機）、定員、速度、階数（階高）、停止回数、機種および竣工年月日を含む。建物番号および昇降機番号は、昇降機を一意に特定する。定員は、この昇降機に一度に乗れる標準的な人の数を示す。階数は、この昇降機により到達可能な最上階から最下階までの階の数を示す。停止回数は、この昇降機の停止階の数を示す。機種は、昇降機のシリーズ名を示す。竣工年月日は、この昇降機の据え付け年月日を示す。

図１に示す昇降機部品マスタＤＢ１５０が記憶する昇降機品目情報の各エントリは、図７に示されるように、ＩＤ、建物番号、昇降機番号および１つ以上の品目番号を含む。この情報は、昇降機とその部品および装置の関係を示す。

図１に示す評価履歴ＤＢ１６４が記憶する各エントリは、図８に示すように、訓練者番号、作業ＩＤ、機種、評価結果、訓練回数および前回訓練日を含む。評価結果は、訓練者の操作訓練の合否を示す。訓練回数は、訓練者の訓練作業の回数を示す。前回訓練日は、訓練者の訓練作業の最後の日を示す。評価情報ＤＢ１６８は、評価部１６２における訓練者の作業結果の評価に用いられる情報、つまり、熟練者による作業の画像と、訓練者の誤りを判定するための画像と、訓練者の誤りの回数を不合格と判定するための閾値とを示す情報とを記憶する。

図１に示された作業環境再現部１２０の３ＤモデルＤＢ１３４は、作業訓練の対象となり得る昇降機およびその昇降路の３Ｄモデルを示す情報を記憶する。なお、３ＤモデルＤＢ１３４には、これらの情報の他に、昇降機およびその昇降路の部品および装置の不具合および摩耗を示す傷および汚れの画像と、これら不具合および摩耗傷および汚れの状態のテクスチャとを示す情報がさらに記憶されている。昇降機およびその昇降路の３Ｄモデル、および、これらの部品および装置の不具合および摩耗を示す情報は、昇降機メンテナンス会社の作業者により予め用意され、３ＤモデルＤＢ１３４に記憶される。昇降機およびその昇降路の３Ｄモデルとしては、実際の作業中の作業者により３Ｄスキャナを用いて計測された昇降機およびその昇降路の実物の形状を示す点群データが用いられる。

［訓練情報入力部１００］
次に、図１に示す訓練情報入力部１００を説明する。
訓練情報入力部１００において、操作部１０２は、ＧＵＩ(Graphical User Interface)をユーザに表示し、このＧＵＩに応じてユーザが行った操作を受け入れ、制御部１１０および訓練情報入出力部１０４へ出力する。このＧＵＩには、図３〜図７に示されたように、予め作業環境再現部１２０のマスタ情報記憶部１４０の複数のマスタＤＢに記憶されている情報が示される。

訓練情報入力部１００の訓練情報入出力部１０４は、図１０に示す処理Ｓ１０を繰り返して実行する。なお、処理Ｓ１０は、訓練情報入出力部１０４が操作されることによって開始する。
まず、ステップＳ１００において、訓練情報入出力部１０４は、操作部１０２を介してユーザの操作を受け入れる。ステップＳ１０２において、訓練情報入出力部１０４は、Ｓ１００の処理において受け入れたユーザの操作が訓練情報の入力操作であったか否かを判断する。訓練情報入出力部１０４は、ユーザの操作が訓練情報の入力操作であったとき（ステップＳ１０２：Ｙ）、Ｓ１０４の処理に進み、これ以外のとき（ステップＳ１０２：Ｎ）、Ｓ１００の処理に戻る。

ステップＳ１０４において、訓練情報入出力部１０４は、入力された訓練情報が、訓練者情報であったか、訓練内容情報であったか、機種選択情報であったかを判断する。訓練情報入出力部１０４は、入力された訓練情報が、訓練者情報であったときにはＳ１０６の処理に進み、訓練内容情報であったときにはＳ１０８の処理に進み、機種選択情報であったときにはＳ１１０の処理に進む。

なお、訓練者情報は、図３に示された訓練者マスタＤＢ１４２に記憶される情報に対応し、訓練者を一意に識別する。訓練内容情報は、図４に示された訓練指示マスタＤＢ１４４および図５に示された作業マスタＤＢ１４６に記憶される情報に対応し、ユーザ所望の訓練内容を示す。機種選択情報は、図６に示された昇降機仕様マスタＤＢ１４８および図７に示された昇降機部品マスタＤＢ１５０が記憶する情報に対応し、作業訓練の対象となる昇降機およびその昇降路を一意に示す。

ステップＳ１０６において、訓練情報入出力部１０４は、入力された訓練者情報を受け入れる。訓練情報入出力部１０４は、ステップＳ１０８において、入力された訓練内容情報を受け入れる。ステップＳ１１０において、訓練情報入出力部１０４は、入力された機種選択情報を受け入れる。なお、訓練情報入出力部１０４は、Ｓ１０６〜Ｓ１１０それぞれにおいて、訓練情報入出力部１０４は、既に訓練者情報、訓練内容情報または機種選択情報を受け入れていたときには、新たに受け入れた訓練者情報、訓練内容情報または機種選択情報で、既に受け入れていた訓練者情報、訓練内容情報または機種選択情報を上書きする。

ステップＳ１１２において、訓練情報入出力部１０４は、訓練者情報、訓練内容情報および機種選択情報の受け入れが完了したか否かを判断する。訓練情報入出力部１０４は、機種選択情報の受け入れが完了したとき（Ｓ１１２：Ｙ）、Ｓ１１４の処理に進み、これ以外の場合（Ｓ１１２：Ｎ）、Ｓ１０４の処理に戻る。ステップＳ１１４において、訓練情報入出力部１０４は、以上の処理により受け入れた訓練者情報、訓練内容情報および機種選択情報を作業環境再現部１２０の再現部１２２および訓練情報ＤＢ１０６へ出力し、処理を終了する。訓練情報ＤＢ１０６は、訓練情報入出力部１０４から入力された訓練情報を記憶する。

［作業環境再現部１２０］
作業環境再現部１２０において、再現部１２２に含まれる環境特定部１２４は、訓練情報入力部１００から入力された情報に基づいて、図２に示された作業環境情報ＤＢ１５２において定義される経路の内、作業訓練に用いられる情報を含む経路を特定する。さらに、環境特定部１２４は、特定した経路における最下位層の子ノードに対応付けられて記憶されている昇降機およびその昇降路に生じる部品の摩耗および不具合の内容といった変化を示す情報を得る。

次に、作業環境再現部１２０に含まれる環境特定部１２４の実行する処理Ｓ１２を図１１のフローチャートを参照して説明する。処理Ｓ１２は、訓練情報入力部１００から訓練情報が入力されることにより起動する。
処理を開始すると、ステップＳ１２０において、環境特定部１２４は、図３〜図７に示したマスタＤＢが記憶するエントリの内、訓練情報入力部１００から入力された訓練情報により特定されるエントリに含まれる情報を読み出す。なお、Ｓ１２０の処理において抽出された情報の内、作業環境情報ＤＢ１５２の人カテゴリの階層３〜階層６の子ノードに対応する事項が示す情報が、以降の処理において用いられる。

ステップＳ１２２において、環境特定部１２４は、作業環境情報ＤＢ１５２において定義される全ての経路が接続される最上位階層の親ノードを参照する。ステップＳ１２４において、環境特定部１２４は、階層１または直前のＳ１２２の処理において参照された階層の１つ下の階層の子ノードを参照する。次に、ステップＳ１２６において、それまでの処理において抽出された経路から、Ｓ１２０の処理において読み出された情報に対応する事項を含む子ノードを含む経路をさらに抽出する。

ステップＳ１２８において、環境特定部１２４は、Ｓ１２４の処理において最下位の階層、つまり、図２においては階層８が参照されたか否かを判断する。環境特定部１２４は、Ｓ１２４の処理において最下位の階層が参照されたとき（Ｓ１２８：Ｙ）、環境特定部１２４は、Ｓ１３０の処理に進み、これ以外のとき（Ｓ１２８：Ｎ）、Ｓ１２４の処理に戻る。ステップＳ１３０において、環境特定部１２４は、最終的に抽出された経路における最下位の階層の子ノードに対応付けられて記憶された昇降機およびその昇降路の不具合状態および部品の摩耗状態を示す情報を、作業環境情報ＤＢ１５２から読み出す。

環境再生部１２６は、入力された訓練情報が示す作業訓練の対象となる昇降機およびその昇降路を示す情報として、訓練者番号、作業ＩＤ、作業指示内容、建物番号、昇降機番号（号機）などを、図３〜図７に示されたマスタＤＢから読み出す。また、環境再生部１２６は、マスタＤＢから読み出した情報と、センサ２０により検出され、センサ入力解析部１３０が生成した訓練者の全身の関節を示す情報キネテクト(Kinect)および手の動きを示す情報リープモーション(Leapmotion)と、作業環境情報ＤＢ１５２から上述のように読み出された情報とを対応付ける。

さらに、環境再生部１２６は、対応付けられた情報を含み、訓練者の視線から見た作業訓練の対象となる昇降機およびその昇降路と、訓練者の姿勢の経時的な変化とを視覚的、および、作業現場における温度および湿度を再現させるための再生情報を生成する。環境再生部１２６は、生成した再生情報を、３Ｄ画像生成部１３２、環境再現室１５４および訓練結果評価部１６０に出力する。

環境再現室１５４は、作業訓練のための部屋である。つまり、作業者は、環境再現室１５４の中に入って作業訓練を受ける。環境再現室１５４の中には、上述したセンサ２０の他に、環境特定部１２４から、図２に示された平衡木の経路に含まれる環境カテゴリの子ノードに対応する温度および湿度を再現する空気調和機（エアーコンディショナー；図示せず）が備えられる。環境再現室１５４は、センサ２０により訓練者を光学的に検出する。また、環境再現室１５４は、エアーコンディショナーにより、訓練者に対する体感的な環境、つまり、作業現場の温度および湿度を再現する。

３Ｄ画像生成部１３２は、作業環境再現部１２０から入力された再生情報に基づいて、図１２に示す処理Ｓ１４を実行する。３Ｄ画像生成部１３２は、処理を開始すると、ステップＳ１４０において、３ＤモデルＤＢ１３４は、再生情報に基づいて、３ＤモデルＤＢ１３４から、作業訓練の対象となる昇降機の３Ｄモデルを示す情報を読み出す。３Ｄ画像生成部１３２は、３ＤモデルＤＢ１３４から読み出した情報に基づいて、図４に示された作業指示内容を含み、昇降機および昇降路を視覚的に再現するＶＲ画像を生成する。

作業訓練の内容は、昇降機およびその昇降路の部品および装置の状態によって変わる。つまり、訓練者は、部品および装置が汚れていればウエスで拭く作業をし、これらが傷ついていればヤスリをかける作業をする。このために、３Ｄ画像生成部１３２は、作業者に、表現した部品および装置の傷および汚れに合った作業を行わせるように、ＶＲ画像を生成する。

ステップＳ１４２において、３Ｄ画像生成部１３２は、再生情報に基づいて、３ＤモデルＤＢ１３４から、作業訓練の対象となる昇降機の昇降路の３Ｄモデルを示す情報を読み出した情報に基づいて、訓練者の視線で見た画像を再現する。ステップＳ１４４において、３Ｄ画像生成部１３２は、３ＤモデルＤＢ１３４から読み出した情報に基づいて、この昇降機の昇降路を、訓練者の視線で見た画像を再現する。

ステップＳ１４６において、３Ｄ画像生成部１３２は、３ＤモデルＤＢ１３４から読み出した情報に基づいて、作業訓練中の訓練者の姿勢を示す情報を生成し、さらに、作業者自身の手足を、訓練者の視線で見た画像を再現する。３Ｄ画像生成部１３２は、生成した作業訓練中の訓練者の姿勢を示す情報を評価部１６２に出力する。ステップＳ１４８において、３Ｄ画像生成部１３２は、Ｓ１４０〜Ｓ１４６の処理において再生された昇降機の画像、昇降機の昇降路の画像および訓練者の姿勢を示す画像を合成してＶＲ画像を生成し、ＨＭＤ３０に表示する。

［訓練結果評価部１６０］
図１に示された訓練結果評価部１６０の評価部１６２は、３Ｄ画像生成部１３２から入力された訓練者の姿勢を示す画像を解析し、訓練者のしゃがみ込み、振り返りといったむだな動作の回数を計数する。また、評価部１６２は、評価情報ＤＢ１６８から読み出した昇降機およびその昇降路への熟練者の作業の画像と、訓練者による同じ昇降機およびその昇降路の作業中の姿勢を示す画像とを比較する。

評価部１６２は、訓練者のむだな動作の回数と、画像の比較結果この作業結果に基づいて、訓練者の作業訓練の内容を評価し、さらに、作業者が作業訓練に合格したか否かを判断する。評価部１６２は、作業者の作業訓練の評価結果を、訓練結果出力部１６６に出力し、また、図８に示された評価履歴ＤＢ１６４に記憶する。訓練結果出力部１６６は、評価部１６２から入力された評価結果を示す画像を生成し、表示装置（図示せず）に出力して表示させる。

［昇降機用作業訓練装置１の全体動作］
以下、図１に示された昇降機用作業訓練装置１の全体的な動作を説明する。まず、昇降機メンテナンス会社の作業員は、マスタ情報記憶部１４０に含まれる各マスタＤＢ、作業環境情報ＤＢ１５２および３ＤモデルＤＢ１３４に記憶させる情報を生成し、これらのＤＢに生成した情報を記憶させる。

ユーザが、操作部１０２に対して、訓練者が行う昇降機およびその昇降路への作業を示す作業情報を入力する操作を行うと、制御部１１０は、この操作に従って、昇降機用作業訓練装置１の他の構成要素を制御する。また、訓練情報入出力部１０４は、ユーザの操作に応じて訓練情報を生成し、作業環境再現部１２０に出力し、また、訓練情報ＤＢ１０６に記憶させる。

作業環境再現部１２０の再現部１２２に含まれる環境特定部１２４は、訓練情報入力部１００から入力された訓練情報に基づいて、作業環境情報ＤＢ１５２において定義された経路をたどり、作業訓練に用いられる情報を含む経路を特定する。さらに、環境特定部１２４は、特定した経路の最下位の仮想の子ノードに対応付けられて記憶された昇降機およびその昇降路の不具合状態および摩耗状態を示す情報を読み出す。

訓練者がＨＭＤ３０を装着して作業環境再現部１２０の環境再現室１５４に入ると、ユーザは、訓練情報入力部１００の操作部１０２に作業訓練を開始させるための操作を行う。ユーザの操作に応じて、環境再生部１２６は、マスタＤＢから読み出した情報と、センサ２０により検出された訓練者の姿勢の情報と、作業環境情報ＤＢ１５２から読み出された情報とを対応付ける。さらに、環境再生部１２６は、対応付けられたこれらの情報を含み、訓練者の視線から見た作業訓練の対象となる昇降機およびその昇降路と、訓練者の姿勢の経時的な変化とをＶＲ画像に再生するための再生情報を生成する。

環境再現室１５４は、生成された再生情報を用いて、訓練者に対する体感的な環境、つまり、温度および湿度を再現する。３Ｄ画像生成部１３２は、生成された再生情報を用いて、図１２を参照して説明したようにＶＲ画像を生成し、ＨＭＤ３０に表示して訓練者に示す。訓練者は、ＶＲ画像に示された作業指示内容に従って、表示されたＶＲ画像に対する模擬的な作業を行う。

評価部１６２は、訓練者のむだな動作の回数を計数し、また、熟練者の作業中の姿勢と、訓練者の作業中の姿勢との比較結果に基づいて、訓練者の作業訓練の内容を評価し、さらに、作業者が作業訓練に合格したか否かを判断する。評価部１６２は、この判断結果を、図８に示されたように評価履歴ＤＢ１６４に記憶し、さらに、訓練結果出力部１６６および表示装置を介して表示し、ユーザに示させる。

以上説明した昇降機用作業訓練装置１によれば、作業訓練の対象となる昇降機およびその昇降路が大型であっても、実機を用いずに作業訓練を行うことができる。

［変形例］
なお、昇降機用作業訓練装置１において、３Ｄ画像生成部１３２がＭＲ画像を生成し、ＨＭＤ３０が、ＭＲ画像を表示するＭＲＨＭＤに置換されてもよい。なお、図１に示されたマスタ情報記憶部１４０のマスタＤＢおよび３ＤモデルＤＢ１３４に記憶される情報は、昇降機メンテナンス会社の作業者以外の主体によって作成されてもよい。また、実施の形態においては、マスタＤＢは、情報を、複数のエントリを含むテーブル形式で記憶したが、昇降機用作業訓練装置１の構成および作業対象の昇降機およびその昇降路の構成によっては、図２に示されたツリー形式といった他の形式で記憶してもよい。

また、図２には、平衡木が最上位階層以外に８つの階層を含む場合が示されているが、作業環境情報ＤＢ１５２における平衡木の最上位階層以外の階層の数は、８より多くても少なくてもよい。また、図２には、子ノードを含む階層の数が３つの場合が示されているが、子ノードを含む階層のカテゴリの数は、３より少なくても多くてもよい。また、各階層の複数の子ノードそれぞれに対応する事項は、図２に示された事項に限定されない。

なお、ユーザによる訓練情報の入力操作の参考とするために、図１，図３〜図７に示されたマスタ情報記憶部１４０に記憶された情報に加えて、図８に示された評価履歴ＤＢ１６４が記憶する情報がＧＵＩに表示されてもよい。以上例示したように、昇降機用作業訓練装置１の各構成要素は、実施の形態に示された動作を妨げない範囲において適宜、変形され得る。

１昇降機用作業訓練装置、１８演算処理装置、２０センサ、３０ＨＭＤ(Head Mounted Display)、１００訓練情報入力部、１０２操作部、１０４訓練情報入出力部、１０６訓練情報ＤＢ、１１０制御部、１２０作業環境再現部、１２２再現部、１２４環境特定部、１２６環境再生部、１３０センサ入力解析部、１３２３Ｄ画像生成部、１３４３ＤモデルＤＢ、１４０マスタ情報記憶部、１４２訓練者マスタＤＢ、１４４訓練指示マスタＤＢ、１４６作業マスタＤＢ、１４８昇降機仕様マスタＤＢ、１５０昇降機部品マスタＤＢ、１５２作業環境情報ＤＢ（環境情報記憶装置）、１５４環境再現室、１６０訓練結果評価部、１６２評価部、１６４評価履歴ＤＢ、１６６訓練結果出力部、１６８評価情報ＤＢ

Claims

作業訓練の対象となる昇降機と、作業訓練を行う訓練者と、作業訓練の内容とを示す訓練情報を入力する訓練情報入力装置と、
入力された訓練情報に基づいて、昇降機が設置される位置と訓練者およびその属性と昇降機の環境とを示す作業環境情報を特定する作業環境情報特定装置と、
特定された作業環境情報に基づいて、温度と湿度の少なくとも一方を含む作業環境を再現する環境再現装置と、
入力された作業情報と特定された作業環境情報とに基づいて、訓練の対象となる昇降機およびその昇降路と、この昇降機およびその昇降路に生じる変化の状態と、訓練者の姿勢とを再現する画像を生成する画像生成装置と、
を備える昇降機用作業訓練装置。
訓練者の姿勢および予め定められたむだな動作を検出し、検出した姿勢およびむだな動作とに基づいて、訓練者の模擬的な作業を評価する評価装置、
をさらに備えた請求項１に記載の昇降機用作業訓練装置。
昇降機およびその昇降路の立体的な形状を示す形状情報を記憶する形状記憶装置と、
訓練者の姿勢を検出する検出装置と
をさらに備え、
前記画像生成装置は、記憶された形状情報と検出された姿勢とに基づいて、訓練対象の昇降機および昇降路と訓練者の姿勢とを再現する画像を生成する
請求項１又は２に記載の昇降機用作業訓練装置。
昇降機が設置される位置を示す事項に対応する１つ以上の第１の階層に含まれる複数のノードのいずれかと、昇降機の訓練者およびその属性を示す事項に対応する１つ以上の第２の階層に含まれる複数のノードのいずれかと、昇降機の環境に対応する事項に対応する１つ以上の第３の階層に含まれる複数のノードのいずれかとの間を、それぞれ接続する複数の経路を含む平衡木として記憶し、複数の前記昇降機およびこれらの昇降路の変化の状態を示す情報それぞれを、前記平衡木に含まれる経路それぞれに対応付けて記憶する環境情報記憶装置をさらに備え、
前記作業環境情報特定装置は、入力された訓練情報に基づいて、前記平衡木に含まれる複数の経路のいずれかを特定し、特定した前記経路に対応する昇降機および昇降機の変化の状態を示す情報を特定する
請求項１から３のいずれか１項に記載の昇降機用作業訓練装置。