JP2009110181A - 移動経路評価装置および移動経路評価プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の目的に対する移動体の実際の移動履歴の適切さを評価できるようにする。
【解決手段】所定の空間内を移動する移動体の観測された実移動履歴の適切さを評価する移動経路評価装置に、移動体が目的を達成するために通過すべき１以上の目的地を経由するすべての経路のうち空間内の所定の条件を満たす１以上の理想経路候補を抽出する理想経路生成手段２６と、理想経路候補と実移動履歴との差異に基づいて、実移動履歴の適切さを示す評価値を算出する実移動履歴評価手段１１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の空間内を移動する移動体の観測された実移動履歴の適切さを評価する移動経路評価装置および移動経路評価プログラムに関する。

製造現場や店舗など人の集まる場所での人の動きは、フロアレイアウトや作業手順書の問題点の発見や、商品の販促活動に用いられている。

たとえば、製造現場では、作業者の後を作業改善担当者が追いかけながら作業者の動きを記録し、ムダを発見するという改善活動が定期的に行われる場合がある。ＩＥ（Industrial Engineering）では、このようなムダを発見するために人や装置の稼働状況を測定し、製造現場の稼働率の向上に寄与している。

また、店舗においては、顧客の後を覆面調査員が追いかけながら顧客の動きを記録し、アンケートやインタビューの結果と合わせて、品揃えや店舗のフロアレイアウトなどの問題点を指摘する場合がある。指摘された問題点を改善することによって、店舗の利益率や売上げの向上に寄与している。

問題のある動きの一つに、目的から定められる移動経路から外れた移動、すなわち想定外の移動があげられる。たとえば、製造現場の作業者は通常作業手順書で決められた作業を行うべきである。そこで、通常作業者は作業手順書に記された製品や部品や工具がある場所を結ぶように移動すると考えられる。そのような移動経路から外れた移動、すなわち作業手順書から想定される移動とは異なる移動をしている場合は、何らかのトラブルやムダ作業が発生していると考えられる。そこで、その発生時刻や場所を特定し、その原因を改善することができれば、作業者の作業効率を向上させることができる。

また、店舗内における顧客の動きは、大きく目的購買行動と目的外購買行動の二つに分けられる。目的購買行動は、来店前に決めていた商品を購入する行動である。目的外購買行動は、あらかじめ決めていない商品を購入する行動である。目的購買行動をとる顧客は、来店目的の商品が置いてある場所と出口とを結ぶように移動する。来店目的は、入り口で入店前に行ったアンケートなどによって得ることができる。このような経路からはずれた移動を取る原因として、たとえば他に気になる商品を見つけたこと、迷い行動などが考えられる。そのような行動が生じる場所、人数、顧客属性を知ることは、店舗での販促活動やレイアウトの改善に有効である。

また、空港などの公共施設においては、訪れる人の動きは目的によって決められている。そこで、目的によって決められた移動から大きく外れた移動は、不審者である可能性が高いため、注意しなければならない移動である。

しかし、このような活動は、人手による観測が必要であるため、結果が出るまでに時間がかかり、コストがかかるという問題点がある。

近年、センサ技術の発達により、センサの小型化、価格低下が進み、様々な場所にセンサを設置することが可能になった。そのため、それらセンサを用いて人の動きを自動に観測することができるようになってきた。観測を自動化することにより、今までは困難であった長期間にわたる観測や、大人数の観測が可能となった。

人を観測するセンサとして、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）やカメラなどが存在するが、人手による観測と同じ粒度で人の移動を観測することは困難である。このため、今まで人手による観測の場合と同じ評価方法を用いることができない。そこで、センサから自動的に得られる膨大な量の観測結果から問題のある箇所を発見するためには、新たな評価方法によって観測結果を評価しなければならない。

特許文献１には、動線情報を基にレイアウトの移動コストがあらかじめ許容範囲内であるかどうかを判定し、許容範囲を超えた場合にレイアウトの最適化を行う装置が開示されている。
特開２００６−２２３０９号公報 Ernesto de Queiros Vieira Martins、他著、"An algorithm for ranking loopless path"、Research Report、ポルトガル、Univ. de Coimbra、１９９７年５月

どのような場所においても、目的によって定められる移動経路から外れた移動は、より詳細を調査するために注目すべき行動である。しかし、一つの場所に訪れる人の目的は、一般的に大量にあり、またその目的を果たすための移動経路は複数ある。そのため、人が目的に合わせて移動経路を指定すること、そこからどれだけ外れているかを評価することは現実的ではない。

また、特許文献１に開示された装置は、移動体の移動コストという評価方法を用いたレイアウト評価のみを目的とするものである。実際の製造現場では、決められた計画と実際の動きがどれだけずれているかであり、それは必ずしも移動コストだけでは発見できない。たとえば、ある作業を忘れた場合は、移動コストは低いが見つけなければならないし、何かのトラブル対応で想定していなかった作業が発生していたことは、移動コストだけの観測ではわからない。

そこで、本発明は、移動体の目的に対する移動体の実際の移動履歴の適切さを評価できるようにすることを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明は、所定の空間内を移動する移動体の観測された実移動履歴の適切さを評価する移動経路評価装置において、前記移動体が目的を達成するために通過すべき１以上の目的地を経由するすべての経路のうち前記空間内の所定の条件を満たす１以上の理想経路候補を抽出する理想経路生成手段と、前記理想経路候補と前記実移動履歴との差異に基づいて、前記実移動履歴の適切さを示す評価値を算出する実移動履歴評価手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、所定の空間内を移動する移動体の観測された実移動履歴の適切さを評価する移動経路評価プログラムにおいて、コンピュータに、前記移動体が目的を達成するために通過すべき１以上の目的地を経由するすべての経路のうち所定の条件を満たす１以上の理想経路候補を抽出する理想経路生成機能と、前記理想経路候補と前記実移動履歴との差異に基づいて、前記実移動履歴の適切さを示す評価値を算出する実移動履歴評価機能と、を実現させることを特徴とする。

本発明によれば、移動体の目的に対する移動体の実際の移動履歴の適切さを評価できる。

本発明に係る移動経路評価装置および移動経路評価プログラムの実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

移動経路評価装置は、所定の空間内を移動する移動体の観測された実移動履歴の適切さを評価する装置である。ここで移動体とは、所定の空間内で移動する人などの物体である。評価対象の移動体としては、たとえば製造現場で働く作業者や、店舗内の顧客が挙げられる。

図１は、本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態におけるブロック図である。

移動経路評価装置は、理想経路生成手段２６と、実移動履歴評価手段１１とを有している。理想経路生成手段２６は、移動体が目的を達成するために通過すべき１以上の目的地を経由するすべての経路のうち、空間内の所定の条件を満たす１以上の理想経路候補を抽出する。実移動履歴評価手段１１は、理想経路候補と実移動履歴との差異に基づいて、実移動履歴の適切さを示す評価値を算出する。算出された評価値は、たとえば、実移動履歴および理想経路候補とともに表示装置１２に表示される。

評価値は、たとえば、理想経路候補を通過した場合と実移動履歴とのそれぞれの場所を通過するときの経過時間のずれに基づく時間ずれ評価式、および、理想経路候補に含まれる場所と実移動履歴に含まれる場所の違いに基づく場所遷移評価式、の少なくとも１つを用いて算出される。また、評価値は、さらに、前記実移動履歴に推奨場所および通行禁止場所が含まれるか否かに基づくペナルティ評価式を用いて算出してもよい。評価値は、さらに、評価対象の実移動履歴以外の移動実績に基づく実績評価式を用いてもよい。移動実績は、実移動履歴を記憶する実移動履歴データベース２９から抽出する。このような評価値の算出に用いるパラメータは、たとえば評価パラメータデータベース１０に記憶されている。

移動体が目的を達成するために通過すべき１以上の目的地を経由するすべての経路は、たとえば移動経路生成手段２５が生成する。移動経路生成手段２５は、目的地情報およびレイアウト情報に基づいて目的地のすべてを経由するすべての経路を含む移動経路候補を生成する。

目的地を示す目的地情報は、たとえば、目的情報およびレイアウト情報に基づいて、目的地生成手段２４によって生成される。移動体の目的を示す目的情報は、たとえば移動体目的データベース２１に記憶されている。空間内のレイアウトを示すレイアウト情報は、たとえばレイアウトデータベース２２に記憶されている。

理想経路生成手段２６が生成する理想経路候補の個数は、有限である必要がある。そこで、理想経路生成手段２６が生成する理想経路候補の個数を制限するためのパラメータを、たとえば理想経路生成パラメータデータベース２７に記憶させておく。

理想経路生成手段２６は、移動経路候補のそれぞれについて重みの合計値を算出し、その合計値と前記所定の条件とに基づいて理想経路候補を抽出してもよい。移動経路の重みの合計の算出に用いる移動体の役割に応じたレイアウトの物理量に対する重みは、たとえば移動体役割データベース２３に記憶されている。抽出された理想経路候補は、たとえば理想経路データベース２８に記憶される。

この移動経路評価装置は、たとえば単一あるいはネットワークで結合された複数の計算機に各データベース、各手段などの機能を持たせることによって実現することもできる。

このような移動経路評価装置を用いると、移動体の目的などから抽出される理想的な移動経路と、観測された実際の移動動線を比較することができる。これにより、移動体の目的に対する移動体の実際の移動履歴の適切さを評価できる。また、理想的な移動経路から外れた移動を自動的に発見することもできる。

次に、この移動経路評価装置を用いた移動経路の評価の手順を説明する。

図２は、本実施の形態における移動経路評価方法のフローチャートである。

まず、必要な初期設定を行う（工程Ｓ１）。この初期設定には、たとえば、移動体目的データベース２１、レイアウトデータベース２２、移動体役割データベース２３、理想経路生成パラメータデータベース２７および評価パラメータデータベース１０への情報の記憶が含まれる。また、理想経路データベース２８および実移動履歴データベース２９に記憶されているレコードをすべて削除してもよい。その後、移動体の実移動履歴を取得する（工程Ｓ２）。

また、たとえば目的地情報を生成し（工程Ｓ３）、移動経路候補を生成し（工程Ｓ４）、移動経路の重みを算出（工程Ｓ５）した後に、その重みを用いて理想経路候補を抽出する（工程Ｓ６）。その後、移動体の実移動履歴および理想経路候補を用いて、その実移動履歴の評価値を算出し（工程Ｓ７）、評価結果を表示する（工程Ｓ８）。移動体の実移動履歴の取得（工程Ｓ２）は、実移動履歴の評価（工程Ｓ７）の前であれば、理想経路候補の抽出（工程Ｓ６）の後であってもよい。

次に、この移動経路評価装置について、より具体的な例を挙げながら説明する。

図３は、本実施の形態における移動体目的データベースの例である。図３には、移動体のＩＤが００１の移動体（移動体００１）に関するレコードの一部を示した。

移動体目的データベース２１は、移動体の目的を記録した１以上のレコードからなるデータベースである。移動体目的データベース２１の各レコードは、移動体のＩＤ、移動体の目的、および、その目的を行う順番を含む。

たとえば移動体が製造現場で働く作業者の場合には、レコードに記録された目的は、作業手順書などに記された作業内容である。また、たとえば店舗内の顧客の場合には、レコードに記録された目的は、アンケートなどで入手した来店目的、購入目的品物、購入度合いなどである。

図３に示した例は、移動体００１の目的が、はじめに「第１部品置場の部品Ａを第１工具置場にある工具Ｂで第２の製品に取り付ける」作業であり、次に「第２の製品を梱包する」ことを示している。移動体のＩＤの代わり、移動体の属性や役割を表すＩＤを記録してもよい。順番の代わりに時刻を記録してもよい。目的を自由記述文で記入してもよい。

図４は、本実施の形態における目的データベースの他の例である。図４には、移動体００１に関するレコードの一部を示した。

目的データベース２１は、図４に示すように目的と場所の組で記述してもよい。この例では、移動体００１の最初の目的が、「第１部品置場から部品Ａを運搬」と「第１工具置場から工具Ａを運搬」することを示している。この時、「部品Ａの運搬」と「工具Ａの運搬」はどちらが先でもよい。次の目的は、「製品置場で、部品Ａを第２の製品に取り付ける」ことを示している。

図５は、本実施の形態におけるレイアウト情報の例である。

レイアウトデータベース２２は、移動体が移動するフロアレイアウトに関する物理量を、レイアウト情報として記録している。レイアウト情報は、たとえばＣＡＤなどの設計支援ツールを用いて生成される。たとえば移動体が製造現場で働く作業者の場合、レイアウト情報は、製品置場、工具置場、部品置場などの作業者が作業する場所の名前と位置と広さ、そこに置かれている部品、製品、工具の名前、位置、向き、重さ、部品や工具などが置いてある棚の高さ、向き、人が通過することができる通路の位置、幅、長さ、勾配、人が通ることができない障害物の位置、大きさなどを表す情報である。また、移動体が店舗の顧客の場合、レイアウト情報は、商品の名前、位置、向き、通路の幅、長さ、購買、商品が置いてある棚（商品棚）の名前、位置、幅、高さ、ＰＯＰ（Point of Purchase）の位置、大きさ、レジの位置などを表す情報である。

図５に示すレイアウト情報が与えられると、たとえば目的地である第１工具置場、第２工具置場、第１部品置場、第２部品置場、製品置場の内、第２部品置場および第２工具置場のいずれかを通過しなければ修理場へ行くことができないことがわかる。また、レイアウト情報のうち、移動体が移動可能な経路を示す移動経路情報は、グラフ構造として与えることができる。

図６は、本実施の形態における移動経路情報を表現したグラフ構造の例である。

移動経路情報は、たとえば、目的地のすべてをノード３１とし、２つの目的地間（ノード間）の移動可能な通路をエッジ３２としてつないだグラフ構造を用いて表現することができる。図６は、目的地が、第１工具置場、第２工具置場、第１部品置場、第２部品置場、製品置場、修理場所の６か所の場合の移動経路情報である。

図７は、本実施の形態における移動体役割データベースの例である。

移動体役割データベース２３は、移動体の役割と、その役割に応じたフロアレイアウトの物理量に対する重みと、その役割に該当する移動体ＩＤとの組を表す１以上のレコードからなるデータベースである。役割に応じたフロアレイアウトの物理量に対する重みは、たとえばこの移動体経路評価装置のユーザによって決定される。

役割としては、移動体が製造現場で働く作業者の場合、たとえば作業に対する熟練度合いを表す熟練度や運搬作業者、組立作業者、梱包作業者といったような作業内容の種別などを用いる。また、移動体が店舗内の顧客の場合、たとえばアンケートなどで入手した、性別、年齢、来店頻度、商品に対する嗜好性、ＰＯＰに対する感度などを移動体の役割として用いる。

役割に応じたフロアレイアウトの物理量に対する重みは、そこを通過あるいは経由する経路の選択し難さを表す。たとえば、重み１の距離１０ｍの経路と、重み１の距離５ｍの経路の選択では、距離の短い５ｍの経路が選択される。一方、重み１の距離１０ｍの経路と、重み３の距離５ｍの経路の選択では、距離の長い１０ｍの経路が選択される。

移動体が製造現場で働く運搬作業者の場合は、台車に部品を載せて運ぶ際には、通路幅が狭い通路や勾配の激しい通路は通りづらいため、距離は多少長くなったとしても通りやすい道を選択するべきである。しかし、移動体がその製造現場で働く組立作業者の場合は、台車を使用しないため単純に距離の短い方を通過すべきである。そこで、運搬作業者の場合は通路の幅が狭い場合と勾配がある場合は重みが大きくなるように重みを設定してもよい。

また、移動体が店舗内の顧客の場合、目的地までの移動距離の短さよりも、嗜好性の強い売り場を通過するか否かが経路選択に対して重要な場合がある。このような場合には、嗜好性の強い場所を通過するか否かに応じて重みの大きさを設定してもよい。

図７に示す例では、移動体００１、移動体００３が運搬熟練者であること、移動体００２、移動体００５が運搬初心者であること、移動体００４が組立作業者であることが記録されている。

また、運搬熟練者に対しては、距離に対して１の重み、道幅が６０ｃｍ以上の場合は１０の重み、道幅が６０ｃｍ未満の場合は１の重み、勾配が５度以上の場合は３の重みを、それぞれ重みとすることを示している。運搬初心者に対しては、距離に対して１の重み、道幅が６０ｃｍ以上の場合は１０の重み、道幅が６０ｃｍ未満の場合は１の重み、勾配が５度以上の場合は５の重みを、それぞれ重みとすることを示している。組立熟練者に対しては、距離に対して５の重み、勾配が５度以上の場合は１の重みをそれぞれ重みとすることを示している。ここで、距離の単位はｍｍ、道幅の単位はｃｍ、勾配の単位は度としている。

移動体役割データベース２３は、このように勾配の大きさや、道幅の広さに応じて場合分けをして重みを設定するだけではなく、重みを勾配の大きさあるいは道幅の広さの関数として記憶してもよい。

図８は、本実施の形態における移動体役割データベースの他の例である。

図８の例でも、移動体００１、移動体００３が運搬熟練者であること、移動体００２、移動体００５が運搬初心者であること、移動体００４が組立作業者であることが記録されている。しかし、図８の例では、図７に示す例とは異なり、重みを勾配の大きさあるいは道幅の広さの関数として表現している。運搬熟練者は、距離に対して１の重み、道幅の逆数に対して１０の重み、勾配に対して３の重みとしていることを示している。運搬初心者は、距離に対して１の重み、道幅の逆数に対して１０の重み、勾配に対して５の重みとしていることを示している。組立熟練者は、距離に対して５の重み、道幅の逆数に対して３の重み、勾配に対して１の重みとしていることを示している。ここで、距離の単位はｍｍ、道幅の単位はｃｍ、勾配の単位は度としている。

重みは、スカラー値以外に、２次関数、対数関数や指数関数といったユーザ定義する関数の形式で記録してもよい。これら重みは、ユーザが設定するのではなく、過去の移動体の移動履歴の観測結果から算出してもよい。

目的地生成手段２４は、たとえば移動体目的データベース２１から評価対象の移動体の目的情報を抽出する。目的データベース２１において目的が図３に示すように自然言語で記述されている場合、たとえば自然言語処理によって目的地を抽出することができる。この場合、まず、レイアウト情報に記録されている場所や部品とマッチする単語が含まれていた場合、その単語を抜き出す。次に、その単語が場所を示す単語ならばその単語を目的地とし、その単語がたとえば部品、製品、工具、商品などの目的物を示す単語ならば、レイアウトデータベース２２を参照し、たとえば作業場所や商品棚などの目的物が置いてある場所を目的地とする。同一レコードに同一名の目的地がある場合は、一つの目的地としてもよい。目的地とともに目的物を抽出し、理想経路生成手段２６に対して出力してもよい。

移動体が目的を達成するために通過すべき１以上の目的地を経由する経路は、たとえば移動経路生成手段２５によって生成される。移動経路生成手段２５は、目的地情報およびレイアウト情報に基づいて、移動体が目的を達成するために通過すべき１以上の目的地のすべてを経由するすべての経路を含む移動経路候補を生成する。目的地情報とは、移動体の目的地を示す情報である。レイアウト情報とは、移動体が移動する空間内のレイアウトを示す情報である。

目的地情報は、目的情報およびレイアウト情報に基づいて、たとえば目的地生成手段２４が生成する。目的情報は、たとえば移動体目的データベース２１に記録されている。また、レイアウト情報は、レイアウトデータベース２２に記録されている。

移動経路生成手段２５が生成する移動経路候補は、移動体が目的を達成するために通過すべき１以上の目的地のすべてを経由する経路以外を含んでいてもよい。たとえば、目的地生成手段２４から入力される目的地以外に、レイアウトデータベース２２に記録されているすべての場所をノードとして、移動経路候補を生成してもよい。したがって、移動体が製造現場で働く作業者の場合は製品置場、工具置場、部品置場などの作業者が作業する場所、移動体が店舗に訪れた顧客の場合は商品棚などのすべての場所をノード３１としてもよい。あるいは、移動体役割データベース２３に記録されているフロアレイアウトの物理量に対する重みで記述されている場所、および条件に該当するすべての場所をノード３１として、移動経路候補を生成してもよい。

理想経路生成パラメータデータベース２７は、理想経路生成手段２６で生成する理想経路候補の本数を決定するために必要な条件とパラメータを記録した１以上のレコードからなるデータベースである。条件とパラメータとは、生成する経路の上限数とパラメータ、経路の重みの合計の下限値とパラメータ、一番近い重みとの差とパラメータなどである。

理想経路生成手段２６は、たとえばこのようにして得られた移動経路候補のうち、所定の条件を満たす１以上の経路を、理想的な経路（理想経路候補）として抽出する。移動経路候補がそれぞれ理想的か否かは、たとえば、出発地から最終目的地に至る経路上に存在するノードとエッジの重みの合計値によって判断する。このノードとエッジの重みの合計値が所定の条件を満たす１以上の経路を理想経路候補とする。理想経路生成手段２６は、たとえば重み算出手段と最適経路選択手段を有している。重み算出手段は、移動経路候補のノード３１とエッジ３２の重みの合計値を算出する。最適経路選択手段は、重み算出手段が算出したノード３１とエッジ３２の重みの合計値を用いて、移動経路候補から理想経路候補を選択する。

ノード３１とエッジ３２の重みの合計値の算出には、レイアウト情報と、移動体の役割と、その役割に応じて決められたレイアウトの物理量に対する重みと、移動経路情報とを用いる。レイアウト情報は、レイアウトデータベース２２から入力される。移動体の役割、および、役割に応じて決められたフロアレイアウトの物理量に対する重みは、移動体役割データベース２３から入力される。フロア内の移動経路候補を示す移動経路情報は、移動経路生成手段２５から入力される。理想経路候補が満たすべき所定の条件は、理想経路生成パラメータデータベース２７から入力される。

理想経路生成手段２６の重み算出手段は、レイアウトデータベース２２に記録されたレイアウト情報と、移動体役割データベース２３に記録された役割と、その役割に応じてユーザによって決められたフロアレイアウトの物理量に対する重みとを用いて移動経路生成手段２５から入力される移動経路情報のすべてのノード３１とすべてのエッジ３２に対して重みを計算し、最適経路選択手段に出力する。

たとえば、移動体が製造現場で働く作業者の場合は、エッジ３２の重みは、ノード３１間をつなぐ経路内に含まれる通路に対して、距離と作業者の役割によって定まる勾配および道幅に対する重みを各通路の距離にかけた値の合計値をエッジ重みとする。移動体役割データベースが図７で表わされる場合、運搬熟練者が移動するエッジに、道幅１００ｃｍ、距離１ｍ、勾配３度の通路と、道幅１０ｃｍ、距離２ｍ、勾配１０度の通路とが含まれるとき、このエッジ３２の重みは次式で表される。
エッジの重み＝1000×1×10×1＋2000×1×1×3＝16000

移動体役割データベース２３が図８で表される場合、運搬熟練者が移動するエッジに、道幅１００ｃｍ、距離１ｍ、勾配３度の通路と、道幅１０ｃｍ、距離２ｍ、勾配１０度の通路とが含まれるとき、このエッジ３２の重みは次式で表される。
エッジの重み＝1000×1＋1／100×10＋3×3＋2000×1＋1／10×10＋10×3＝3040.1

さらに、通路だけでなく、ノード３１間をつなぐ経路内に含まれる工具置場、部品置場、製品置場などの作業場所に関する重みをエッジ３２の重みに加えてもよい。作業場所に関する重みは、たとえば広さや属性といった作業場所の情報に対応させて、移動体データベースに移動体の役割ごとに記憶しておく。

また、エッジ３２の重みには、その経路に推奨ルートが含まれるか否か、あるいは総移動距離に対する推奨ルートの距離の割合の逆数に応じた重みを加えてもよい。この推奨ルートは、たとえばあらかじめユーザが、入力装置を用いて移動体役割データベース２３に登録をしておく。

ノード３１間を移動する経路が複数存在する場合は、重みが最小値となるものをそのエッジ３２の重みとする。あるいは、複数の重みの平均値をエッジ３２の重みとしてもよい。また、複数の重みの中間値をエッジ３２の重みとしてもよい。また、エッジ３２の重みをあえて１つとせずに、重みが小さいものから所定の個数の重みを記録してもよい。

ノードの重みは、ノードに該当する工具置場、部品置場、製品置場などの作業場所についてのたとえば広さや属性に関する情報と、移動体データベースに移動体の役割ごとに記録されている重みを用いて算出する。

図９は、本実施の形態における重み算出手段が出力する結果の例を示すグラフ構造である。図９において、ノード３１の内部およびエッジ３２の近傍の四角で囲んだ数値は、それぞれのノード３１あるいはエッジ３２の重みを示す。

図９の例は、たとえば製造現場から第１部品置場へ移動する際の重みが１０、製造現場から第１部品置場を経由して第２工具置場へ移動する際の重みが８０であることを表している。

最適経路選択手段は、移動経路情報、ノード３１およびエッジ３２の重み、並びに、目的地情報に基づいて、所定の条件とパラメータを満たすまで重みの合計値が小さい順に経路を抽出する。この際、移動経路情報は、移動経路生成手段２５から入力される。ノード３１およびエッジ３２の重みは、重み算出手段から入力される。また、目的地情報は、目的地生成手段２４から入力される。所定の条件とパラメータは、理想経路生成パラメータデータベース２７に記録されている。このようにして抽出された経路は、最適経路選択手段によって理想経路候補として理想経路データベース２８に出力される。

最適経路選択手段は、移動体がその時位置している場所と目的地との間の理想経路候補を求める最適化問題を解く。移動体がその時位置している場所とは、一つ前の順番の目的地である。理想経路候補は、１つだけとは限らず、たとえば第１から第ＫまでのＫ個の理想経路候補を求めてもよい。

重みつきのグラフ構造が与えられた場合に、ある２点間の第１から第Ｋまでの理想経路候補を求める際のアルゴリズムとして、たとえば、ＭａｒｔｉｎｓらのＭＰＳ法が知られている（たとえば非特許文献１参照）。

Ｋの値は、理想経路生成パラメータデータベース２７に記録された条件と、その条件に用いるパラメータによって決まる。たとえば、理想経路生成パラメータデータベース２７に記録されている条件が、生成する経路の上限数で、その上限を表すパラメータがＡであった場合、ＫはＡとなる。

理想経路生成パラメータデータベース２７に、理想経路候補の数の上限が条件として記録されていない場合、最適経路を求めた後、条件式を満たしているかを判断し、満たしていれば次に最適な経路を求めるという手順を、条件式を満たさなくなるまで順次繰返す。これにより、第１からＫまでの最適経路を求める。

たとえば、条件が経路の重みの合計の下限を定めるもので、そのパラメータがＢであった場合は、最適経路を求め、その経路の重みの合計とＢとを比較し、重みが小さければ次の最適経路を求めるという手順を、経路の重みの合計値がＤを越えるまで繰り返す。経路の重みの合計値がＤを超えるまでに算出された経路数が、Ｋとなる。

また、一番近い重みとの差が所定の値以上であることが条件で、そのパラメータがＣであった場合は、最適経路と次の最適経路の差を計算し、その差がＣ以上になるまでその手順を繰返す。経路の重みの差がＣ以上になるまでに算出された経路数が、Ｋとなる。

目的地が複数存在し、その順番が指定されていない場合は、たとえば訪問する順番として考えられるすべての２点間の組合せの数に対して、所定の条件を満たすような理想経路候補を生成し、そのすべてを理想経路候補として出力する。あるいは、理想経路生成パラメータデータベース２７に条件として経路の上限数とそのパラメータＫが記録されている場合には、生成した理想経路の中から上位Ｋ本を選択して理想経路候補として出力してもよい。

たとえば目的地が、Ａ、Ｂ、Ｃの三箇所であった場合、訪問する順番の組合せは（Ａ，Ｂ，Ｃ）、（Ａ，Ｃ，Ｂ）、（Ｂ，Ａ，Ｃ）、（Ｂ，Ｃ，Ａ）、（Ｃ，Ａ，Ｂ）、（Ｃ，Ｂ，Ａ）の６通り考えられる。理想経路候補の上限数が５本であった場合、５×５×６＝１５０本の理想経路候補を出力してもよいし、生成した１５０本の経路から、重みが少ない順に経路６本を選択し理想経路候補として出力してもよい。

図１０は、本実施の形態における理想経路データベースの例である。

理想経路データベース２８は、移動体のＩＤと、目的の順番と、１以上の理想経路候補情報の組を記録した１以上のレコードからなるデータベースである。理想経路候補情報は、理想経路生成手段２６から出力され、移動経路と、その理想経路候補の順番および重みの合計値を表す情報が含まれている。

図１０の例では、理想経路候補情報として、理想経路候補の順番、その重み、理想経路候補の３種類を用いている。理想経路候補は、移動体の移動していく場所を順次並べたものである。

図１０には、移動体００１の現在地が製品置場、目的地が第１部品置場と第１工具置場であり、理想経路候補の生成本数の上限が２本の場合の理想経路候補を記録した例を示している。図１０における１行目のレコードは、移動体００１の１番目の目的に対する１番目の理想経路候補が「製品置場、第１部品置場、第１工具置場」であり、その重みが「４０」であることを示している。２行目のレコードは、移動体００１の１番目の目的に対する２番目の理想経路候補が「製品置場、第１工具置場、第１部品置場」であり、その重みが「５０」であることを示している。目的地が２箇所、で生成経路の上限値が２なので、２×２×２＝８本の理想経路候補が記録されている。

図１１は、本実施の形態における実移動履歴データベースの例である。

実移動履歴データベース２９は、移動体のＩＤと、観測された移動体の移動情報の組みを表す１以上のレコードからなるデータベースである。本実施の形態では、移動情報として観測時刻、滞在時間、場所名の３種類を用いる。図１１における１行目のレコードは、「移動体００１が観測時刻１０：３０：００に製品置場に現れて１５秒間滞在した」ことを表している。２行目のレコードは、「移動体００１が観測時刻１０：３２：０６に工具置場１へ現れて２６秒間滞在した」ことを表している。

あるレコードの滞在終了時刻と次のレコードの観測時刻との差分をとることで、場所間の移動に要した時間が得られる。たとえば、１行目および２行目のレコードから、移動体００１は製品置場から第１工具置場への移動に、１０：３０：１５から１０：３２：０６までの１１１秒を要していることがわかる。

移動体の移動情報を観測する方法としては、移動体の目的スポットにＲＦＩＤタグまたはＲＦＩＤタグリーダを設置し、移動体にＲＦＩＤタグまたはＲＦＩＤタグリーダを持たせる方法がある。あるいは、カメラを用いて得た画像に対して画像処理を施すことによって観測してもよい。また、３台以上の場所に無線ＬＡＮの基地局を設置し、移動体に受信機を持たせて、それぞれの無線ＬＡＮの基地局からの無線信信号の到達時間から距離を算出して三点測量を行うことにより観測することもできる。

図１２は、本実施の形態における評価パラメータデータベースの例である。

評価パラメータデータベース１０は、移動体のＩＤと評価関数のパラメータを示した１以上のレコードからなるデータベースである。評価関数として、たとえば、時間ずれ評価式ｆ(x)、場所遷移評価式ｇ(x)、ペナルティ評価式ｈ(x)、実績評価式ｓ(x)のそれぞれによって得られる値の重み付けした和を用いる。図１１の評価パラメータデータベース１０には、移動体のＩＤに対する各評価式のパラメータと、それぞれの評価式の重みが記録されている。

この例では、移動体００１の評価値ｅ（ｘ）を以下の式で求める。
ｅ（ｘ）＝５ｆ（ｘ）＋８ｇ（ｘ）＋１０ｈ（ｘ）＋ｓ（ｘ）

時間ずれ評価式ｆ(x)は、たとえば次の式で表される。
ｆ(x)＝ｄ１×Σ｜ｍ(k)‐Σｍ(x)｜＋ｄ２×Σ｜ｎ(k)‐Σｎ(x)｜
ここで、
ｍ(k)：理想経路候補ｋの通路の通過時刻と通過する場所での滞在時間
ｍ(x)：実移動履歴ｘの目的地までの到達時間
ｎ(k)：目的情報から算出される滞在時間
ｎ(x)：実移動履歴ｘの目的場所での滞在時間
ｄ１，ｄ２：パラメータ
である。

この式は、目的地までの移動時間のずれと目的スポットでの滞在時間のずれに、それぞれ重みｄ１，ｄ２を乗じて加算した値が、時間ずれ評価値であることを表している。

図１２の例は、移動体００１に対して、ｄ１＝１、ｄ２＝５であることを示している。この場合、通路の移動のずれよりも作業時間のずれを重視している。

場所遷移評価式ｇ(x)は、次式で表される。
ｇ(x)＝Ｃ１×Ａ１(k,x)＋Ｃ２×Ａ２(k,x)＋Ｃ３×Ａ３(k,x)
ここで、
Ａ１(k,x)：理想経路候補ｋに含まれず、実移動履歴ｘに含まれる場所数
Ａ２(k,x)：実移動履歴ｘに含まれず、理想経路候補ｋに含まれる場所数
Ａ３(k,x)：（理想経路候補ｋと実移動履歴ｘで順番が異なる場所数）／全場所数
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３：パラメータ
である。

たとえば、理想経路候補が（製品置場、第１部品置場、第１工具置場）、実移動経路が（製品置場、第２工具置場、第２部品置場、第１部品置場、第１工具置場）の場合、Ａ１(k)＝２、Ａ２(k)＝０、Ａ３(k)＝０となる。理想経路候補が（製品置場、第１部品置場、第１工具置場）、実移動経路が（製品置場、第１工具置場、第１部品置場）の場合、Ａ１(k)＝０、Ａ２(k)＝０、Ａ３(k)＝２／３となる。この式では、場所遷移の順番がずれているか否か、および、含まれている場所が異なるか否かを評価している。

ペナルティ評価式ｈ(x)は、次式で表される。
ｈ(x)＝Ｅ１×ｐ(r)−Ｅ２×ｑ(r)
ここで、
ｒ(x)：経路ｘで通過する場所または通路
ｐ(r)：場所または通路ｒが通行してはいけない場所の場合は１、それ以外は０
ｑ(r)：場所または通路ｒが推奨場所の場合は１、それ以外は０
Ｅ１，Ｅ２：パラメータ
である。

この式は、推奨場所および通路、あるいは、通行をしてはいけない場所および通路を通行したか否かによって評価値を算出することを示している。たとえば、実移動経路が（製品置場、第２工具置場、第２部品置場、第１部品置場、第１工具置場）のとき、第２工具置場が推奨場所、第２部品置場が通行してはいけない場所であり、Ｅ１＝１０、Ｅ２＝２の場合、評価値は１０−２＝８となる。

実績評価式ｓ(x)は、次式で表される。
ｓ(x)＝Ｆ１×Ｕ１(x)＋Ｆ２×Ｕ２(x)
ここで、
Ｕ１：同一ＩＤを持つ移動体の移動実績に評価対象の実移動履歴ｘと同様の移動遷移が含まれる回数
Ｕ２：他の移動体の移動実績に評価対象の実移動履歴ｘと同様の移動遷移が含まれる回数
Ｆ１，Ｆ２：パラメータ
である。

この式は、評価対象の実移動経路ｘが、同一ＩＤを持つ移動体や他の移動体に良く現れる移動遷移か否かによって評価値を算出することを表している。この式によって、他の移動体の影響や、同一移動体の嗜好を評価式に加味することができる。たとえば、Ｆ１＝−５、Ｆ２＝−３のとき、移動体００１の実移動遷移（製品置場、第１部品置場、第１工具置場）が、移動体００１の移動経路に３回、他の４つ移動体に１回ずつ現れていた場合、評価値は（−５×３）＋（−３×４）＝−２７となる。

評価パラメータは、たとえばあらかじめユーザが入力しておく。あるいは、作業者の総時間や経験などの別の評価値に基づいて移動体の良い悪いのみを評価し、たくさんの移動体に対しての評価結果を用いて、評価パラメータを決めてもよい。移動体のＩＤの代わりに、役割を用いて役割ごとに評価値の重みパラメータを決定してもよい。また、理想経路候補の重みや順位に対するパラメータもあわせて記録し、評価値に加えるときに用いてもよい。

実移動履歴評価手段１１は、移動体の実移動履歴に対して、理想経路候補と目的情報とフロア情報と役割情報と評価に用いる重みとを用いて、評価値を算出する。理想経路候補のうち、改善評価値が最も低い経路を理想経路とし、表示装置１２に出力する。この際には、その理想経路の改善効果評価値、および、実移動履歴を併せて出力してもよい。

改善評価値の算出の際、移動体の実移動履歴は、実移動履歴データベース２９から入力される。また、１以上の理想経路候補は、理想経路データベース２８から入力され、それぞれの理想経路候補に対して、評価値が算出される。目的情報は、目的データベース２１から入力される。フロア情報は、レイアウトデータベース２２から入力される。移動体の役割情報は、移動体役割データベース２３から入力される。評価関数に用いる重みは、評価パラメータデータベース１０から入力される。

実移動履歴評価手段１１は、まず実移動履歴データベース２９に記録された移動体の実移動履歴を選択する。次に、理想経路データベース２８に記録された特定の目的番号のすべての理想経路候補に対して、選択された実移動履歴の評価値を算出する。この際、移動体は目的番号の順番に目的を果たすことを前提とする。

評価値は、理想経路と実移動履歴の時間のずれを表す時間ずれ評価式と、理想経路と実移動経路に含まれる場所遷移の違いを現す場所遷移評価式と、推奨場所もしくは通行してはいけない場所を通過したか否かを表すペナルティ評価式と、移動体がいつも使用する、もしくは他の移動体が多く使用するか否かを表す実績評価式の各出力に対して、評価パラメータデータベース１０に記録された重みパラメータを掛けた値の合計値である。

実移動履歴評価手段１１は、すべての理想経路候補に対して評価値を求め、もっとも値の小さい評価値を持つ理想経路候補を理想経路とし、評価値と実移動経路とともに表示装置１２に出力する。すべての理想経路候補の評価値があらかじめ定められた値に満たなかった場合は、その目的は実際に果たされなかったとして表示装置１２に出力して、次の目的番号の理想経路候補との評価値の算出を行っても良い。

表示装置１２は、実移動履歴と、その評価値と、理想経路とを表示装置１２に表示する。評価値が高い移動経路は、理想経路からのずれが大きく、注目すべき移動経路である。

評価値が高い移動経路は、たとえば、製造現場においては作業手順書にはなかった作業、あるいは、ムダが多く含まれる作業である。また、店舗内顧客においては事前アンケートとは異なる行動を行なっていた顧客の移動経路である。

図１３は、本実施の形態における表示装置による表示例である。

この例では、表示装置１２の表示画面４０の左側にフロアレイアウト、右側にグラフを表示している。フロアレイアウトには実移動履歴と理想経路をそれぞれ異なる色で表示する。たとえば、理想経路は製品置場、第２工具置場、第２部品置場、製品置場の順番に移動する経路であるにもかかわらず、実際は、製品置場、第２工具置場、第２部品置場、第１部品置場、製品置場の順番に移動していることを表している。このような表示形式を用いることにより、理想経路にはない第１部品置場を一目で確認できる。

また、グラフは横軸が時刻、縦軸が場所を表す。理想経路は製品置場、第２工具置場、第２部品置場、製品置場の順番に移動する経路であるにもかかわらず、実際は製品置場、第２工具置場、第２部品置場、第１部品置場、製品置場の順番に移動し、かつ、第２部品置場での滞在時間が長かったことを示す。このようなグラフを用いることによって、場所の遷移だけでなく時間のずれを一目で確認できる。

すべての実移動経路と理想経路を表示装置１２に表示するのではなく、あらかじめユーザによって定められた評価値の上限値よりも大きな評価値の移動経路のみを表示させてもよい。また、表示装置１２に表示する他、アラームを鳴らしてもよい。

また、評価値と実移動履歴と理想経路とを一つの組とするレコードとしてデータベースに蓄積し、複数のレコードを評価値の高い順、あるいは低い順にソートをして表示してもよい。これにより、たとえば、製造現場では単数または複数の日の複数または単数の作業者の実移動履歴と理想経路をデータベースに記録し評価値の高い順に改善していくことができる。また、作業者ごとに評価値を合計し、評価値が高い作業者を改善の対象とすることができる。店舗内の顧客については、単数あるいは複数の日における、単数あるいは複数の移動体の実移動経路と理想経路をデータベースに記録し、評価値の高い順に顧客を表示させることにより、評価値の高い、低いによって分類された顧客の嗜好などの属性の傾向を調査することができる。

なお、以上の説明は単なる例示であり、本発明は上述の各実施の形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。

本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態におけるブロック図である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における移動経路評価方法のフローチャートである。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における移動体目的データベースの例である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における目的データベースの例である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態におけるレイアウト情報の例である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における移動経路情報を表現したグラフ構造の例である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における移動体役割データベースの例である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における移動体役割データベースの例である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における重み算出手段が出力する結果の例を示すグラフ構造である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における理想経路データベースの例である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における実移動履歴データベースの例である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における評価パラメータデータベースの例である。 本発明に係る移動体経路評価装置の一実施の形態における表示装置による表示例である。

符号の説明

１０…評価パラメータデータベース、１１…実移動履歴評価手段、１２…表示装置、２１…移動体目的データベース、２２…レイアウトデータベース、２３…移動体役割データベース、２４…目的地生成手段、２５…移動経路生成手段、２６…理想経路生成手段、２７…理想経路生成パラメータデータベース、２８…理想経路データベース、２９…実移動履歴データベース、３１…ノード、３２…エッジ、４０…表示画面

Claims (8)

1. 所定の空間内を移動する移動体の観測された実移動履歴の適切さを評価する移動経路評価装置において、
   前記移動体が目的を達成するために通過すべき１以上の目的地を経由するすべての経路のうち前記空間内の所定の条件を満たす１以上の理想経路候補を抽出する理想経路生成手段と、
   前記理想経路候補と前記実移動履歴との差異に基づいて、前記実移動履歴の適切さを示す評価値を算出する実移動履歴評価手段と、
   を有することを特徴とする移動経路評価装置。
2. 前記評価値は、前記理想経路候補を通過した場合と前記実移動履歴とのそれぞれの場所を通過するときの経過時間のずれに基づく時間ずれ評価式、および、前記理想経路候補に含まれる場所と前記実移動履歴に含まれる場所の違いに基づく場所遷移評価式、の少なくとも１つを用いて算出されることを特徴とする請求項１に記載の移動経路評価装置。
3. 前記評価値は、さらに、前記実移動履歴に推奨場所および通行禁止場所が含まれるか否かに基づくペナルティ評価式を用いて算出されることを特徴とする請求項２に記載の移動経路評価装置。
4. 前記実移動履歴を記憶する実移動履歴データベースを有し、
   前記評価値は、さらに、評価対象の前記実移動履歴以外の前記実移動履歴データベースに記憶された移動実績に基づく実績評価式を用いて算出されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の移動経路評価装置。
5. 前記移動体の目的を示す目的情報を記憶する移動体目的データベースと、
   前記空間内のレイアウトを示すレイアウト情報を記憶するレイアウトデータベースと、
   前記目的情報および前記レイアウト情報に基づいて前記目的地を示す目的地情報を生成する目的地生成手段と、
   前記目的地情報および前記レイアウト情報に基づいて前記目的地のすべてを経由するすべての経路を含む移動経路候補を生成する移動経路生成手段と、
   を有し、前記理想経路生成手段は前記移動経路候補から理想経路候補を抽出することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の移動経路評価装置。
6. 前記移動体の役割とその役割に応じた前記レイアウトの物理量に対する重みを記憶する移動体役割データベースと、
   を有し、前記理想経路生成手段は、前記移動経路候補のそれぞれについて前記重みの合計値を算出し、その合計値と前記所定の条件とに基づいて前記理想経路候補を抽出することを特徴とする請求項５に記載の移動経路評価装置。
7. 前記実移動履歴を前記理想経路候補および前記評価値とともに表示する表示装置、
   を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の移動経路評価装置。
8. 所定の空間内を移動する移動体の観測された実移動履歴の適切さを評価する移動経路評価プログラムにおいて、コンピュータに、
   前記移動体が目的を達成するために通過すべき１以上の目的地を経由するすべての経路のうち所定の条件を満たす１以上の理想経路候補を抽出する理想経路生成機能と、
   前記理想経路候補と前記実移動履歴との差異に基づいて、前記実移動履歴の適切さを示す評価値を算出する実移動履歴評価機能と、
   を実現させるための移動経路評価プログラム。

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