JP2000354943A - 作業管理・支援方法、その装置及びそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

作業管理・支援方法、その装置及びそのプログラムを記録した記録媒体

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JP2000354943A
JP2000354943A JP16272599A JP16272599A JP2000354943A JP 2000354943 A JP2000354943 A JP 2000354943A JP 16272599 A JP16272599 A JP 16272599A JP 16272599 A JP16272599 A JP 16272599A JP 2000354943 A JP2000354943 A JP 2000354943A
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JP16272599A
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Ikuo Kitagishi
郁雄 北岸
Yoshimasa Yanagihara
義正 柳原
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒューマンエラーを事前に回避し、作業の効
率化、作業者の動機の向上を図ることができる作業管理
・支援方法、その装置及びそのプログラムを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。 【解決手段】 作業者の動作情報及び生体情報、作業者
の発する音声情報並びに作業の環境情報を取得する入力
手段と、入力手段の同時に取得した作業者の動作情報及
び生体情報並びに環境情報を時系列的に記憶すると共に
作業工程を記憶している予測処理手段と、入力手段及び
予測処理手段からの情報に基づいて、作業者の覚醒状
態、作業者が実行している作業工程、作業の効率、環境
状態及び作業者のエラーを判別し、イベントを発生させ
るためにトリガー情報を決定する判別処理手段と、判別
処理手段からのトリガー情報及び入力手段からの音声情
報と画像・音声データとの関連付けを実行し、イベント
を発生させる画像・音声イベント処理手段と、画像・音
声イベント処理手段及び入力手段からの情報を表示及び
再生させる表示・再生手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生産現場若しくは
医療福祉現場に従事する作業者、インフラ、セキュリテ
ィー及び流通などの各種サービス関連の保守作業者又は
屋外作業者が使用する、音声及び／又は映像などの各種
情報機器、生体情報計測器、動作情報計測器、及び環境
情報計測器などのデータの入出力、認識処理又は履歴の
蓄積を通して、作業に対する情報的支援、作業者の心理
的・生理的状態の判別及び情報伝達を可能とし、作業空
間の快適化を促すことができる作業管理・支援方法、そ
の装置及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】作業者
の生理情報は、刺激を付与するなどの事前実験から得た
作業者固有のデータを蓄積し、このデータと作業中の取
得データとを比較することによって判別されてきた。し
かし、このような方法では、判別を評価者の主観に依存
する部分が大きく、判定結果にばらつきが生じてしま
う。また、生理情報は個人差や動作や環境の変化に伴う
ノイズが大きく、その単一情報から状態判別することは
困難である。さらに、状態計測の際に、胸部や腕部に計
測機器を取り付けるため、作業姿勢を阻害するといった
課題があった。
【０００３】このため、自動的に作業空間を快適に保
ち、作業効率の向上、ヒユーマンエラーの低減に寄与す
るシステムはほとんど提案されていなかった。
【０００４】従って本発明の目的は、ヒューマンエラー
を事前に回避し、作業の効率化、作業者の動機の向上を
図ることのできる作業管理・支援方法、その装置及びそ
のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記
録媒体を提供することにある。
【０００５】本発明の他の目的は、作業動作を阻害する
ことなく、かつ、違和感なく作業を実行可能ならしめる
作業管理・支援方法、その装置及びそのプログラムを記
録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、作業者
の動作情報及び生体情報、作業者の発する音声情報並び
に作業の環境情報を取得する入力手段と、入力手段の同
時に取得した作業者の動作情報及び生体情報並びに環境
情報を時系列的に記憶すると共に作業工程を記憶してい
る予測処理手段と、入力手段及び予測処理手段からの情
報に基づいて、作業者の覚醒状態、作業者が実行してい
る作業工程、作業の効率、環境状態及び作業者のエラー
を判別し、イベントを発生させるためにトリガー情報を
決定する判別処理手段と、判別処理手段からのトリガー
情報及び入力手段からの音声情報と画像・音声データと
の関連付けを実行し、イベントを発生させる画像・音声
イベント処理手段と、画像・音声イベント処理手段及び
入力手段からの情報を表示及び再生させる表示・再生手
段とを備えた作業管理・支援装置が提供される。
【０００７】作業者の作業に関わる動作状態と生理状態
と環境状態の蓄積を行い、これらの時系列データの関連
性から作業の工程、効率、覚醒状態及びエラーを予測・
判別し、作業者に対して視聴覚に訴える情報伝達を行う
ことによってヒューマンエラーを事前に回避し、作業の
効率化、作業者の動機の向上を図ることができる。
【０００８】従来、作業現場における状態情報の計測に
関しては、単一情報を計測し、主観的に認識処理をして
いるに過ぎなかった。例えば、作業者の生体情報は、刺
激を付与するなどの事前実験から作業者固有のデータを
蓄積し、このデータと作業中の取得データを評価者の主
観によって比較することによって判別されてきた。しか
しながら、このような方法では、判別を評価者の主観に
依存する部分が大きく、判定結果にばらつきが生じてし
まう。また、生理情報は個人差や動作に伴うノイズが大
きく、この単一情報からの状態判別は困難であった。こ
のため、作業者と環境の関係性や作業者と作業自体の関
係性が扱われず、作業者を指向した管理・支援装置を構
築するには未だ不十分であった。
【０００９】本発明によれば、上述のような手段を講じ
たので、作業者の作業に関わる動作状態と生理状態と環
境状態の蓄積を行い、これらの時系列データの関連性か
ら作業の工程、効率、覚醒状態、エラーを予測・判別
し、作業者に対して視聴覚的な情報伝達を行うことによ
ってヒューマンエラーを事前に回避し、作業の効率化、
作業者の動機の向上を自動的に促がすことが可能となっ
た。
【００１０】入力手段は、作業者の動作情報を取得する
動作情報入力手段と、作業者の生体情報を取得する生体
情報入力手段と、作業者の発する音声情報を取得する音
声情報入力手段と、作業の環境情報を取得する環境情報
入力手段とを含んでいることが好ましい。
【００１１】予測処理手段は、動作情報入力手段からの
動作情報の時系列データを保存する動作時系列情報記憶
手段と、生体情報入力手段からの生体情報の時系列デー
タを保存する生体時系列情報記憶手段と、環境情報入力
手段からの環境情報の時系列データを保存する環境時系
列情報記憶手段と、動作時系列データ、生体時系列デー
タ及び環境時系列データの相関情報を記憶する時系列デ
ータ記憶手段と、作業の工程を記憶した作業プロセスデ
ータベースとを含んでいることが好ましい。
【００１２】判別処理手段は、動作情報入力手段からの
動作情報と、生体情報入力手段からの生体情報と、予測
処理手段からの相関情報とを受けて作業者の覚醒状態を
判別する覚醒状態判別処理手段と、動作情報入力手段か
らの動作情報と、環境情報入力手段からの環境情報と、
予測処理手段からの相関情報とを受けて作業の工程状況
を判別する作業工程判別処理手段と、動作情報入力手段
からの動作情報と、生体情報入力手段からの生体情報
と、環境情報入力手段からの環境情報と、予測処理手段
からの相関情報とを受けて作業の効率を判別する作業効
率判別処理手段と、生体情報入力手段からの生体情報
と、環境情報入力手段からの環境情報と、予測処理手段
からの相関情報とを受けて作業環境の状態を判別する環
境状態判別処理手段と、動作情報入力手段からの動作情
報と、生体情報入力手段からの生体情報と、環境情報入
力手段からの環境情報と、予測処理手段からの相関情報
とを受けて作業者の作業に対するエラー状態を判別する
エラー判別処理手段とを含んでおり、これら覚醒状態判
別処理手段、作業工程判別処理手段、作業効率判別処理
手段、環境状態判別処理手段、及びエラー判別処理手段
の判別処理情報からルールに基づいて各イベントを発生
させるためのトリガー情報を決定することが好ましい。
【００１３】画像・音声イベント処理手段は、作業工程
の説明画像情報を記憶している画像データベースと、音
声情報入力手段からの音声情報及び判別処理手段からの
トリガー情報とを受け、画像データベースから対応付け
られた作業工程の説明画像を取り出し、表示処理を実行
する画像イベント処理部と、作業工程の説明音声情報を
記憶している音声データベースと、音声情報入力手段か
らの音声情報及び判別処理手段からのトリガー情報とを
受け、音声データベースから対応付けられた作業工程の
説明音声を取り出し、再生処理を実行する音声イベント
処理部とを含んでいることが好ましい。
【００１４】表示・再生手段は、画像イベント処理部及
び入力手段からの情報を表示させる画像表示手段と、音
声イベント処理部からの音声情報を再生する音声再生手
段とを含んでいることが好ましい。
【００１５】生体情報入力手段と、音声情報入力手段
と、画像表示手段と、音声再生手段とを一体型ヘッドセ
ットとして装着可能な入出力装置としたことも好まし
い。
【００１６】このように、装着可能な一体型ヘッドセッ
ト及びＷｅａｒａｂ１ｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒを用いるこ
とによって、作業動作を阻害することなく、かつ、違和
感なく作業を実行可能である。
【００１７】本発明によれば、さらに、作業者の動作情
報及び生体情報、作業者の発する音声情報並びに作業の
環境情報を取得し、同時に取得した作業者の動作情報及
び生体情報並びに環境情報を時系列的に記憶し、取得し
た情報及び記憶した情報に基づいて、作業者の覚醒状
態、作業者が実行している作業工程、作業の効率、環境
状態及び作業者のエラーを判別し、イベントを発生させ
るためにトリガー情報を決定し、トリガー情報及び取得
した音声情報と画像・音声データとの関連付けを実行し
てイベントを発生し、発生したイベント及び取得した情
報を表示及び再生する作業管理・支援方法及び作業管理
・支援プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体が提供される。
【００１８】取得した動作情報の時系列データを保存
し、取得した生体情報の時系列データを保存し、取得し
た環境情報の時系列データを保存し、動作時系列デー
タ、生体時系列データ及び環境時系列データの相関情報
を記憶することが好ましい。
【００１９】動作情報と、生体情報と、相関情報とを受
けて作業者の覚醒状態を判別し、動作情報と、環境情報
と、相関情報とを受けて作業の工程状況を判別し、動作
情報と、生体情報と、環境情報と、相関情報とを受けて
作業の効率を判別し、生体情報と、環境情報と、相関情
報とを受けて作業環境の状態を判別し、動作情報と、生
体情報と、環境情報と、相関情報とを受けて作業者の作
業に対するエラー状態を判別し、これらの判別処理情報
からルールに基づいて各イベントを発生させるためのト
リガー情報を決定することも好ましい。
【００２０】音声情報及びトリガー情報とを受け、画像
データベースから対応付けられた作業工程の説明画像を
取り出して表示処理を実行し、一方、音声情報及びトリ
ガー情報とを受け、音声データベースから対応付けられ
た作業工程の説明音声を取り出して再生処理を実行する
ことも好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態におけ
る作業管理・支援装置の構成を概略的に示すブロック図
である。
【００２２】同図において、１０は動作情報、生体情
報、音声情報及び環境情報を取得するためにセンサ群で
ある入力手段、１１は予測処理部、１２は判別処理部、
１３は画像イベント処理部、１４は画像データベース、
１５は音声イベント処理部、１６は音声データベース、
１７は表示・再生手段をそれぞれ示している。
【００２３】入力手段１０は、作業者の動作情報を取得
するためにセンサ群である動作情報入力手段１０ａと、
作業者の生体情報を取得するためのセンサ群である生体
情報入力手段１０ｂと、作業者の発する音声情報を取得
するためにセンサ群である音声情報入力手段１０ｃと、
環境の情報を取得するためにセンサ群である環境情報入
力手段１０ｄとを含んでいる。
【００２４】予測処理部１１は、時系列データ記憶手段
１１ａと、作業プロセスデータベース１１ｂとを備えて
いる。時系列データ記憶手段１１ａは、動作情報を取得
する動作情報入力手段１０ａからの時系列データを記憶
するための記憶手段１１ａ１と、生体情報を取得する生
体情報入力手段１０ｂからの時系列データを記憶するた
めの記憶手段１１ａ２と、環境情報を取得する環境情報
入力手段１０ｄからの時系列データを記憶するための記
憶手段１１ａ３とを含んでおり、これら記憶手段１１ａ
１、１１ａ２及び１１ａ３に記憶された各時系列データ
の相関性を記憶する。なお、動作情報、生体情報及び環
境情報の時系列データのこの相関性は、入力手段１０で
同時に計測された動作情報、生体情報及び環境情報を1
つのパックとして記憶することにより実現している。
【００２５】作業プロセスデータベース１１ｂは、作業
の工程を記録している。予測処理部１１は、知識処理部
であり、時系列データ記憶手段１１ａ及び作業プロセス
データベース１１ｂの記憶情報を基に、作業の次工程、
作業者の心理状態の予測を行う。
【００２６】判別処理部１２は、入力手段１０及び予測
処理部１１の情報に基づいて、作業者の覚醒状態を判別
する処理部１２ａと、入力手段１０及び予測処理部１１
の情報に基づいて、作業者が実行している作業工程の判
別を実行する処理部１２ｂと、入力手段１０及び予測処
理部１１の情報に基づいて作業の効率を算出するための
処理部１２ｃと、入力手段１０及び予測処理部１１の情
報に基づいて環境状態の判別を実行する処理部１２ｄ
と、入力手段１０及び予測処理部１１の情報に基づいて
作業者のエラーを判別する処理部１２ｅとを含んでい
る。判別処理部１２は、知識処理部であり、処理部１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ及び１２ｅの判別処理情報
に基づいて、イベントを発生させるためにトリガー情報
を決定する。
【００２７】画像イベント処理部１３は、判別処理部１
２及び音声情報入力手段１０ｃからの情報と、画像デー
タベース１４に記憶されている画像データとの関連付け
を実行し、イベントを発生させる知識処理部である。音
声イベント処理部１５は、判別処理部１２及び音声情報
入力手段１０ｃからの情報と音声データベース１６に記
憶されている音声データとの関連付けを実行し、イベン
トを発生させる知識処理部である。
【００２８】表示・再生手段１７は、画像表示手段１７
ａと、音声再生手段１７ｂとを備えており、さらに、前
述した生体情報入力手段１０ｂと、音声情報入力手段１
０ｃと、一体となった一体型ヘッドセットである。画像
表示手段１７ａは、画像イベント処理部１３及び入力手
段１０からの情報を表示させるために表示手段である。
音声再生手段１７ｂは、音声イベント処理部１５からの
音声情報を再生するための再生手段である。
【００２９】なお、上述した予測処理部１１と、判定処
理部１２と、画像イベント処理部１３、画像データベー
ス１４、音声イベント処理部１５及び音声データベース
１６から成るイベント処理部とは、身体に装着するＷｅ
ａｒａｂ１ｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ（身体に装着可能なコ
ンピュータ）に搭載されており、上述した一体型ヘッド
セットと有線で接続されている。また、Ｗｅａｒａｂ１
ｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒは、動作情報入力手段１０ａと環
境情報入力手段１０ｄとには、赤外線又は電波による無
線ＬＡＮにて接続されている。
【００３０】図２は、本実施形態の作業管理・支援装置
を工場における組立作業現場に適用した場合の入力手段
１０及び表示・再生手段１７の配置図である。
【００３１】同図において、２０は、作業者の作業動作
と作業対象物の状態を認識するためのカメラシステム、
２１は椅子に取り付けられた圧力センサ、２２は作業台
に取り付けられた圧力センサである。これらは、いずれ
も図1に示した入力手段１０内の動作情報入力手段１０
ａに相当している。
【００３２】図２において、さらに、２３は、作業者の
音声を取得するためのマイクロフォンであり、これは、
図1に示した入力手段１０内の音声情報入力手段１０ｃ
に相当している。また、２４は、作業者に音声情報を与
えるためのスピーカーであり、これは、図1に示した表
示・再生手段１７内の音声再生手段１７ｂに相当してい
る。
【００３３】図２において、さらに、２５は、作業者の
皮膚抵抗値を計測する皮膚抵抗センサ、２６は、作業者
の皮膚温度を計測する皮膚温度センサ、２７は、作業者
の脈拍を計測する脈拍センサ、２８は、作業者の呼吸量
を計測する呼吸センサである。これらは、いずれも図1
に示した入力手段１０内の生体情報入力手段１０ｂに相
当している。
【００３４】また、２９は、作業者に映像を表示するた
めのヘッドマウントモニターであり、これは、図1に示
した表示・再生手段１７内の画像表示手段１７ａに相当
している。
【００３５】さらにまた、図２において、３０は、作業
環境内の温度を計測するための温度センサ、３１は、作
業環境内の湿度を計測するための湿度センサ、３２は、
作業環境内の明度を計測するための明度センサである。
これらは、いずれも図1に示した入力手段１０内の環境
情報入力手段１０ｄに相当している。
【００３６】図３は、図２のように入力手段１０及び表
示・再生手段１７を配置した場合の本実施形態の作業管
理・支援装置の動作を説明する図である。
【００３７】入力手段１０内の動作情報入力手段１０ａ
は、カメラ映像処理を実行する画像処理装置(カメラシ
ステム２０に相当)と、圧力センサ２１及び２２とを有
している。この動作情報入力手段１０ａにおいて、作業
者の頭部、手先及び重心の移動速度並びに位置関係を算
出して出力する。この時系列データは、判別処理部１２
へ送られると共に画像表示手段１７ａであるヘッドマウ
ントディスプレイ２９に表示され、さらに、予測処理部
１１内の動作時系列情報記憶手段１１ａ１に記憶され
る。
【００３８】生体情報入力手段１０ｂは、生体情報を計
測する皮膚抵抗センサ２５と、皮膚温度センサ２６と、
脈拍センサ２７と、呼吸センサ２８とを有している。こ
の生体情報入力手段１０ｂにおいて、皮膚表面の抵抗
値、温度値、脈拍数、脈の強さ、呼吸数及び呼吸量を検
出して出力する。これらの時系列データは、判別処理部
１２へ送られると共に画像表示手段１７ａであるヘッド
マウントディスプレイ２９に表示され、さらに、予測処
理部１１内の生体時系列情報記憶手段１１ａ２に記憶さ
れる。
【００３９】音声情報入力手段１０ｃは、音声情報を取
得するためのマイクロフォン２３と、入力された音声を
認識処理する音声認識装置とを有している。音声認識さ
れた情報は、画像イベント処理部１３及び音声イベント
処理部１５へ出力される。例えば、入力される音声情報
は、「作業工程の呈示」、「疲労度の呈示」、「環境情
報の呈示」などである。音声・画像イベント処理部１３
及び１５では、それぞれ音声入力情報と判別処理部１２
の出力とに基づいて、画像データベース１４から所望の
作業工程の説明画像を取り出し、画像表示手段１７ａで
あるヘッドマウントディスプレイ２９に表示を行う。ま
たは、音声データベース１６から所望の音声データを取
り出し、音声再生手段１７ｂであるスピーカー２４で再
生を行う。
【００４０】環境情報入力手段１０ｄは、環境の情報を
取得するためめ温度センサ３０、湿度センサ３１、明度
センサ３２及びカメラ映像処理を実行する画像処理装置
２０を有している。各センサからの数値データと、画像
処理装置２０からの作業対象物の位置や組み付け状態を
表すデータなどとを出力する。これらの時系列データ
は、判別処理部１２へ送られると共に画像表示手段１７
ａであるヘッドマウントディスプレイ２９に表示され、
さらに、予測処理部１１内の環境時系列情報記憶手段１
１ａ３に記憶される。
【００４１】時系列データ記憶手段１１ａは、動作情報
入力手段１０ａ、生体情報入力手段１０ｂ及び環境情報
入力手段１０ｄから送られた動作情報、生体情報及び環
境情報の時系列データの相関性を表すデータを記憶す
る。例えば、環境の温度と脈拍との相関性、湿度と脈拍
との相関性、及び作業動作と脈拍との相関性などを表す
データである。
【００４２】予測処理部１１は、作業プロセスデータベ
ース１１ｂと環境時系列情報記億手段１１ａ３との作業
対象物に関する位置情報及び組み付け情報を参照し、作
業工程の現工程及び次工程を認識・予測処理し、その結
果を判別処理部１２へ出力する。また、時系列データ記
億手段１１ａで獲得した、動作情報入力手段１０ａ、生
体情報入力手段１０ｂ及び環境情報入力手段１０ｄから
の入力情報である動作情報、生体情報及び環境情報の時
系列データの相関性を表す上述したデータを出力する。
【００４３】覚醒状態判別処理部１２ａは、動作情報入
力手段１０ａからの作業者の動作情報と、生体情報入力
手段１０ｂからの生体情報と、予測処理部１１からの相
関情報とを受け、作業者の覚醒状態を判別する。例え
ば、現在の作業者の手部の軌跡、移動速度、重心のゆら
ぎ、脈拍数、呼吸数、呼吸量、皮膚低抗値及び皮膚温度
値等の入力情報と、蓄積された過去のこれらの時系列デ
ータとを比較することによって覚醒状態を判別する。こ
こで、覚醒状態を判別するとは、例えば、覚醒している
／覚醒していない、緊張している／緊張していないなど
を判別することを言う。
【００４４】作業工程判別処理部１２ｂは、動作情報入
力手段１０ａからの作業者の動作情報と、環境情報入力
手段１０ｄからの環境情報と、予測処理部１１からの相
関情報とを受け、作業の工程状況を判別する。例えば、
現在の作業者の動作情報や作業対象物の位置情報と、作
業者の過去の行動履歴、作業対象物の過去の移動履歴、
組み付け履歴や作業プロセスデータベースとを参照・比
較することによって作業工程を判別する。
【００４５】作業効率判別処理部１２ｃは、動作情報入
力手段１０ａからの作業者の動作情報と、生体情報入力
手段１０ｂからの生体情報と、環境情報入力手段１０ｄ
からの環境情報と、予測処理部１１からの相関情報とを
受け、作業の効率を判別する。例えば、作業者の手部の
軌跡若しくは移動速度、作業対象物の位置情報や組み付
け情報と、作業のプロセステータと比較することによっ
て作業の効率を判別する。
【００４６】環境状態判別処理部１２ｄは、生体情報入
力手段１０ｂからの生体情報と、環境情報入力手段１０
ｄからの環境情報と、予測処理部１１からの相関情報と
を受け、作業環境の状態を判別する。例えば、現在の作
業者の呼吸の深さ、呼吸数、脈拍数、皮膚温度、皮膚抵
抗値、環境内の明度、温度や湿度と、過去のこれらの値
の履歴とを比較することによって、最適な環境状態を判
別する。ここで、最適な環境状態を判別するとは、例え
ば、最適な環境状態である／最適な環境状態でない（明
度が高い又は低いので、温度が高い又は低いので、湿度
が高い又は低いので等の理由情報を伴って)を判別する
ことを言う。
【００４７】エラー判別処理部１２ｅは、動作情報入力
手段１０ａからの作業者の動作情報と、生体情報入力手
段１０ｂからの生体情報と、環境情報入力手段１０ｄか
らの環境情報と、予測処理部１１からの相関情報とを受
け、作業者の作業に対するエラー状態を判別する。例え
ば、現在の作業者の動作情報、作業対象物の位置情報
と、作業者の過去の行動履歴、作業対象物の過去の移動
履歴、組み付け履歴や作業プロセスデータベースとを参
照・比較することによって正しい姿勢で正しい作業が行
われているかを判別する。
【００４８】判別処理部１２は、動作情報入力手段１０
ａ、生体情報入力手段１０ｂ、環境情報入力手段１０ｄ
及び予測処理部１１からの情報を入力情報として受け、
覚醒状態、作業工程、作業効率、環境状態及びエラー状
態を判別し、処理部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ及
び１２ｅの判別処理情報からルールに基づいて各イベン
トを発生させるためのトリガー情報を決定して画像イベ
ント処理部１３及び音声イベント処理部１５に出力す
る。
【００４９】画像イベント処理部１３は、音声情報入力
手段１０ｃからの音声情報と、判別処理部１２からのト
リガー情報とを受け、画像データベース１４から対応付
けられた画像情報を検索し、表示処理を実行する。
【００５０】音声情報入力手段１０ｃからの音声情報の
処理例は、既に上述した通り、例えば、入力される音声
情報は、「作業工程の呈示」、「疲労度の呈示」、「環
境情報の呈示」などである。また、判別処理部１２から
出力されるトリガー情報は、例えば、覚醒状態判別処理
部１２ａにおける覚醒状態判別処理の結果、覚醒状態が
低下した場合に警告表示を発生させるためのトリガー情
報、エラー判別処理部１２ｅにおけるエラー判別処理の
結果、作業者にエラーを確認した場合に警告表示を発生
させるためにトリガー情報、作業効率判別処理部１２ｃ
における作業効率判別処理の結果、作業の効率が低下し
た場合に警告表示を発生させるためのトリガー情報など
である。
【００５１】この画像イベント処理部１３では、音声入
力情報と判別処理部１２の出力とに基づいて、画像デー
タベース１４から所望の作業工程の説明画像を取り出
し、画像表示手段１７ａであるヘッドマウントディスプ
レイ２９に表示を行う。
【００５２】入力手段１０からの入力情報の「疲労度の
呈示」に際してのこの画像イベント処理部１３における
疲労度の取得は、判別処理部１２の覚醒状態判別処理部
１２ａの出力である覚醒状態と判別処理部１２の作業効
率判定処理部１２ｃの出力である作業効率とを判別処理
部１２のルールに基づいたトリガー情報決定機能で統合
して作成された疲労度についてのトリガー情報より得
る。
【００５３】また、入力手段１０からの入力情報の「作
業工程の呈示」又は「環境情報の提示」に際しての画像
イベント処理部１３における作業工程又は環境情報の取
得は、判別処理部１２の作業工程判別処理部１２ｂの出
力である作業工程又は判別処理部１２の環境状態判定処
理部１２ｄの出力である環境状態から判別処理部１２の
ルールに基づいたトリガー情報決定機能で直接に作成さ
れたトリガー情報より得る。
【００５４】音声イベント処理部１５は、音声情報入力
手段１０ｃからの音声情報と、判別処理部１２からのト
リガー情報とを受け、音声データベース１６から対応付
けられた音声情報を検索し再生処理を実行する。
【００５５】音声情報入力手段１０ｃからの音声情報の
処理例は、既に上述した通り、例えば、入力される音声
情報は、「作業工程の呈示」、「疲労度の呈示」、「環
境情報の呈示」などである。また、判別処理部１２から
出力されるトリガー情報は、例えば、覚醒状態判別処理
部１２ａにおける覚醒状態判別処理の結果、覚醒状態が
低下した場合に警告音を発生させるためのトリガー情
報、エラー判別処理部１２ｅにおけるエラー判別処理の
結果、作業者にエラーを確認した場合に警告音を発生さ
せるためにトリガー情報、作業効率判別処理部１２ｃに
おける作業効率判別処理の結果、作業の効率が低下した
場合に警告音を発生させるためのトリガー情報などであ
る。
【００５６】この音声イベント処理部１５では、音声入
力情報と判別処理部１２の出力とに基づいて、音声デー
タベース１６から所望の音声データを取り出し、音声再
生手段１７ｂであるのスピーカー２４で再生を行う。
【００５７】入力手段１０からの入力情報の「疲労度の
呈示」に際してのこの音声イベント処理部１５における
疲労度の取得は、判別処理部１２の覚醒状態判別処理部
１２ａの出力である覚醒状態と判別処理部１２の作業効
率判定処理部１２ｃの出力である作業効率とを判別処理
部１２のルールに基づいたトリガー情報決定機能で統合
して作成された疲労度についてのトリガー情報より得
る。
【００５８】また、入力手段１０からの入力情報の「作
業工程の呈示」又は「環境情報の提示」に際しての音声
イベント処理部１５における作業工程又は環境情報の取
得は、判別処理部１２の作業工程判別処理部１２ｂの出
力である作業工程又は判別処理部１２の環境状態判定処
理部１２ｄの出力である環境状態から判別処理部１２の
ルールに基づいたトリガー情報決定機能で直接に作成さ
れたトリガー情報より得る。
【００５９】これらを応用して、図３の３３に示すよう
に、空調や照明の調整など、システムが自律的に作業者
へ働きやすい環境を提供することが可能となる。また、
セキュリティー等に従事する作業者にこのシステムを導
入することによって、心理的圧迫感、緊張感を伴う巡回
行動などをサポートするシステムヘの応用が可能とな
る。
【００６０】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
【００６１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、作業管理・支援装置は、作業者の動作情報及び生体
情報、作業者の発する音声情報並びに作業の環境情報を
取得する入力手段と、入力手段の同時に取得した作業者
の動作情報及び生体情報並びに環境情報を時系列的に記
憶すると共に作業工程を記憶している予測処理手段と、
入力手段及び予測処理手段からの情報に基づいて、作業
者の覚醒状態、作業者が実行している作業工程、作業の
効率、環境状態及び作業者のエラーを判別し、イベント
を発生させるためにトリガー情報を決定する判別処理手
段と、判別処理手段からのトリガー情報及び入力手段か
らの音声情報と画像・音声データとの関連付けを実行
し、イベントを発生させる画像・音声イベント処理手段
と、画像・音声イベント処理手段及び入力手段からの情
報を表示及び再生させる表示・再生手段とを備えてい
る。
【００６２】このように、作業者の作業に関わる動作状
態と生理状態と環境状態との蓄積を行い、これらの時系
列データの関連性から作業の工程、効率、覚醒状態、及
びエラーを予測・判別し、作業者に対して視聴覚的な情
報伝達を行うことによってヒューマンエラーを事前に回
避し、作業の効率化、及び作業者の動機の向上を促がす
ことができる。また、装着可能な一体型ヘッドセット及
びＷｅａｒａｂ１ｅＣｏｍｐｕｔｅｒを用いることによ
って、作業動作を阻害することなく、かつ違和感なく作
業を実行可能となり、自動的に作業空間を快適に保ち、
作業効率の向上、ヒューマンエラーの低減に寄与可能な
作業管理・支援方法及び装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における作業管理・支援装
置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態の作業管理・支援装置を工場に
おける組立作業現場に適用した場合の入力手段及び表示
・再生手段の配置図である。
【図３】図２のように入力手段及び表示・再生手段を配
置した場合の図１の実施形態の作業管理・支援装置の動
作を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 入力手段 １０ａ 動作情報入力手段 １０ｂ 生体情報入力手段 １０ｃ 音声情報入力手段 １０ｄ 環境情報入力手段 １１ 予測処理部 １１ａ 時系列データ記憶手段 １１ａ１ 動作時系列情報記憶手段 １１ａ２ 生体時系列情報記憶手段 １１ａ３ 環境時系列情報記憶手段 １１ｂ 作業プロセスデータベース １２ 判別処理部 １２ａ 覚醒状態判別処理部 １２ｂ 作業工程判別処理部 １２ｃ 作業効率判別処理部 １２ｄ 環境状態判別処理部 １２ｅ エラー判別処理部 １３ 画像イベント処理部 １４ 画像データベース １５ 音声イベント処理部 １６ 音声データベース １７ 表示・再生手段 １７ａ 画像表示手段 １７ｂ 音声再生手段 ２０ カメラシステム ２１、２２ 圧力センサ ２３ マイクロフォン ２４ スピーカー ２５ 皮膚抵抗センサ ２６ 皮膚温度センサ ２７ 脈拍センサ ２８ 呼吸センサ ２９ ヘッドマウントモニター ３０ 温度センサ ３１ 湿度センサ ３２ 明度センサ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 作業者の動作情報及び生体情報、作業者
    の発する音声情報並びに作業の環境情報を取得する入力
    手段と、該入力手段の同時に取得した作業者の動作情報
    及び生体情報並びに環境情報を時系列的に記憶すると共
    に作業工程を記憶している予測処理手段と、前記入力手
    段及び前記予測処理手段からの情報に基づいて、作業者
    の覚醒状態、作業者が実行している作業工程、作業の効
    率、環境状態及び作業者のエラーを判別し、イベントを
    発生させるためにトリガー情報を決定する判別処理手段
    と、前記判別処理手段からのトリガー情報及び前記入力
    手段からの音声情報と画像・音声データとの関連付けを
    実行し、イベントを発生させる画像・音声イベント処理
    手段と、該画像・音声イベント処理手段及び前記入力手
    段からの情報を表示及び再生させる表示・再生手段とを
    備えたことを特徴とする作業管理・支援装置。
  2. 【請求項２】 前記入力手段は、作業者の動作情報を取
    得する動作情報入力手段と、作業者の生体情報を取得す
    る生体情報入力手段と、作業者の発する音声情報を取得
    する音声情報入力手段と、作業の環境情報を取得する環
    境情報入力手段とを含んでいることを特徴とする請求項
    １に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記予測処理手段は、前記動作情報入力
    手段からの動作情報の時系列データを保存する動作時系
    列情報記憶手段と、前記生体情報入力手段からの生体情
    報の時系列データを保存する生体時系列情報記憶手段
    と、前記環境情報入力手段からの環境情報の時系列デー
    タを保存する環境時系列情報記憶手段と、前記動作時系
    列データ、前記生体時系列データ及び前記環境時系列デ
    ータの相関情報を記憶する時系列データ記憶手段と、作
    業の工程を記憶した作業プロセスデータベースとを含ん
    でいることを特徴とする請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記判別処理手段は、前記動作情報入力
    手段からの動作情報と、前記生体情報入力手段からの生
    体情報と、前記予測処理手段からの相関情報とを受けて
    作業者の覚醒状態を判別する覚醒状態判別処理手段と、
    前記動作情報入力手段からの動作情報と、前記環境情報
    入力手段からの環境情報と、前記予測処理手段からの相
    関情報とを受けて作業の工程状況を判別する作業工程判
    別処理手段と、前記動作情報入力手段からの動作情報
    と、前記生体情報入力手段からの生体情報と、前記環境
    情報入力手段からの環境情報と、前記予測処理手段から
    の相関情報とを受けて作業の効率を判別する作業効率判
    別処理手段と、前記生体情報入力手段からの生体情報
    と、前記環境情報入力手段からの環境情報と、前記予測
    処理手段からの相関情報とを受けて作業環境の状態を判
    別する環境状態判別処理手段と、前記動作情報入力手段
    からの動作情報と、前記生体情報入力手段からの生体情
    報と、前記環境情報入力手段からの環境情報と、前記予
    測処理手段からの相関情報とを受けて作業者の作業に対
    するエラー状態を判別するエラー判別処理手段とを含ん
    でおり、前記覚醒状態判別処理手段、前記作業工程判別
    処理手段、前記作業効率判別処理手段、前記環境状態判
    別処理手段、及び前記エラー判別処理手段の判別処理情
    報からルールに基づいて各イベントを発生させるための
    トリガー情報を決定することを特徴とする請求項３に記
    載の装置。
  5. 【請求項５】 前記画像・音声イベント処理手段は、作
    業工程の説明画像情報を記憶している画像データベース
    と、前記音声情報入力手段からの音声情報及び前記判別
    処理手段からのトリガー情報とを受け、前記画像データ
    ベースから対応付けられた作業工程の説明画像を取り出
    し、表示処理を実行する画像イベント処理部と、作業工
    程の説明音声情報を記憶している音声データベースと、
    前記音声情報入力手段からの音声情報及び前記判別処理
    手段からのトリガー情報とを受け、前記音声データベー
    スから対応付けられた作業工程の説明音声を取り出し、
    再生処理を実行する音声イベント処理部とを含んでいる
    ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載
    の装置。
  6. 【請求項６】 前記表示・再生手段は、前記画像イベン
    ト処理部及び前記入力手段からの情報を表示させる画像
    表示手段と、前記音声イベント処理部からの音声情報を
    再生する音声再生手段とを含んでいることを特徴とする
    請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記生体情報入力手段と、前記音声情報
    入力手段と、前記画像表示手段と、前記音声再生手段と
    を一体型ヘッドセットとして装着可能な入出力装置とし
    たことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記
    載の装置。
  8. 【請求項８】 作業者の動作情報及び生体情報、作業者
    の発する音声情報並びに作業の環境情報を取得し、同時
    に取得した作業者の動作情報及び生体情報並びに環境情
    報を時系列的に記憶し、前記取得した情報及び記憶した
    情報に基づいて、作業者の覚醒状態、作業者が実行して
    いる作業工程、作業の効率、環境状態及び作業者のエラ
    ーを判別し、イベントを発生させるためにトリガー情報
    を決定し、該トリガー情報及び前記取得した音声情報と
    画像・音声データとの関連付けを実行してイベントを発
    生し、該発生したイベント及び前記取得した情報を表示
    及び再生することを特徴とする作業管理・支援方法。
  9. 【請求項９】 前記取得した動作情報の時系列データを
    保存し、前記取得した生体情報の時系列データを保存
    し、前記取得した環境情報の時系列データを保存し、前
    記動作時系列データ、前記生体時系列データ及び前記環
    境時系列データの相関情報を記憶することを特徴とする
    請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記動作情報と、前記生体情報と、前
    記相関情報とを受けて作業者の覚醒状態を判別し、前記
    動作情報と、前記環境情報と、前記相関情報とを受けて
    作業の工程状況を判別し、前記動作情報と、前記生体情
    報と、前記環境情報と、前記相関情報とを受けて作業の
    効率を判別し、前記生体情報と、前記環境情報と、前記
    相関情報とを受けて作業環境の状態を判別し、前記動作
    情報と、前記生体情報と、前記環境情報と、前記相関情
    報とを受けて作業者の作業に対するエラー状態を判別
    し、該判別処理情報からルールに基づいて各イベントを
    発生させるためのトリガー情報を決定することを特徴と
    する請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記音声情報及び前記トリガー情報と
    を受け、画像データベースから対応付けられた作業工程
    の説明画像を取り出して表示処理を実行し、一方、前記
    音声情報及び前記トリガー情報とを受け、音声データベ
    ースから対応付けられた作業工程の説明音声を取り出し
    て再生処理を実行することを特徴とする請求項８から１
    ０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 作業者の動作情報及び生体情報、作業
    者の発する音声情報並びに作業の環境情報を取得し、同
    時に取得した作業者の動作情報及び生体情報並びに環境
    情報を時系列的に記憶し、前記取得した情報及び記憶し
    た情報に基づいて、作業者の覚醒状態、作業者が実行し
    ている作業工程、作業の効率、環境状態及び作業者のエ
    ラーを判別し、イベントを発生させるためにトリガー情
    報を決定し、該トリガー情報及び前記取得した音声情報
    と画像・音声データとの関連付けを実行してイベントを
    発生し、該発生したイベント及び前記取得した情報を表
    示及び再生することを特徴とする作業管理・支援プログ
    ラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  13. 【請求項１３】 前記プログラムが、前記取得した動作
    情報の時系列データを保存し、前記取得した生体情報の
    時系列データを保存し、前記取得した環境情報の時系列
    データを保存し、前記動作時系列データ、前記生体時系
    列データ及び前記環境時系列データの相関情報を記憶す
    ることを特徴とする請求項１２に記載の記録媒体。
  14. 【請求項１４】 前記プログラムが、前記動作情報と、
    前記生体情報と、前記相関情報とを受けて作業者の覚醒
    状態を判別し、前記動作情報と、前記環境情報と、前記
    相関情報とを受けて作業の工程状況を判別し、前記動作
    情報と、前記生体情報と、前記環境情報と、前記相関情
    報とを受けて作業の効率を判別し、前記生体情報と、前
    記環境情報と、前記相関情報とを受けて作業環境の状態
    を判別し、前記動作情報と、前記生体情報と、前記環境
    情報と、前記相関情報とを受けて作業者の作業に対する
    エラー状態を判別し、該判別処理情報からルールに基づ
    いて各イベントを発生させるためのトリガー情報を決定
    することを特徴とする請求項１３に記載の記録媒体。
  15. 【請求項１５】 前記プログラムが、前記音声情報及び
    前記トリガー情報とを受け、画像データベースから対応
    付けられた作業工程の説明画像を取り出して表示処理を
    実行し、一方、前記音声情報及び前記トリガー情報とを
    受け、音声データベースから対応付けられた作業工程の
    説明音声を取り出して再生処理を実行することを特徴と
    する請求項１２から１４のいずれか１項に記載の記録媒
    体。
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