JP2009244428A - 作業訓練システム - Google Patents

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Abstract

【課題】移動を伴う作業について、作業者による該作業における作業軌跡と規範作業軌跡とを比較し、その乖離の度合いを示すことにより、作業の良否を定量的に認識することができる作業訓練システムを提供することにある。
【解決手段】作業者の位置を算出する位置検出部（移動局１０、複数の基地局１２、サーバ１４の測位部５６）と、位置検出部によって測位された作業者の位置の履歴を前記作業者の移動履歴として記録する移動履歴記録部５８と、移動履歴記録部５８によって記録された作業者の移動履歴のうち、所定の作業の開始から所定の作業の終了までの移動を所定の作業の作業軌跡として抽出する作業軌跡抽出部６０と、作業軌跡抽出部６０によって抽出された作業者による前記所定の作業における作業軌跡と、所定の作業における規範作業軌跡とを表示装置に対比可能に表示する表示制御部７４とを有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、作業訓練システムに関するものであり、特に、作業者の位置を検出し、移動を伴う作業における作業軌跡を抽出することにより、規範とされた規範作業軌跡と作業者による作業軌跡とを比較することができるシステムに関するものである。
工場における作業において、近年、セル生産方式と呼ばれる手法が一般的に用いられる様になっている。このセル生産方式においては、一人の作業者が多数の工程を担当することが多く、このように多数の工程を担当する場合においては、効率のよい動きを身につけることが求められる。
従来、かかる効率のよい動きを身につけるためには、作業の熟練者など模範となる作業者の動きを実際に見たり、あるいは熟練者の動きと自身の動きをそれぞれビデオで撮影し、それらを再生映像で比較するなどして習得する手法が取られている。
特許文献１においては、生体信号情報のようなアナログ信号情報の全体波形のうち、信号の特定に必要な特徴的な部分波形を確実に検出し、前記検出箇所に至る経過波形ならびに事後波形を含めて記録する小型で消費電力の少ない信号記録装置、道具（器具）を操作するにあたって、その操作状態の再現性をトレーニングするトレーニング装置、および、収録した圧力変化遷移波形のような波形を別途撮影したビデオ映像のタイミングに合わせて合成し、モニタ画面上に表示させるトレーニング装置が開示されている。特許文献１に開示の技術によれば、収集された信号を表す波形と、自己の基準波形との比較がその場で行なわれ、定量性を持った視覚情報を介在してトレーニングを行なうことができ、自己のベストの状態に対する再現トレーニングが可能になる。
特開平８−２２４３３０号公報
前述のように、作業の熟練者など模範となる作業者の動きを実際に見たり、あるいは熟練者の動きと自身の動きをそれぞれビデオで撮影し、それらを再生映像で比較することなどによって熟練者の動きを習得しようとする場合においては、改善を要する部分を切り出すことが難しく、また、自身による動きと熟練者による模範となる動きとの乖離度を定量的に知ることは困難であった。
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、移動を伴う作業について、熟練者による該作業における作業軌跡と被検者による該作業における作業軌跡と比較し、前記被検者の作業軌跡と前記熟練者の作業軌跡との乖離度に基づいて前記作業における改善の要否を判断する作業訓練システムを提供することにある。
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）移動を伴う所定の作業について、該所定の作業における規範作業軌跡と該所定の作業における実際の作業者の作業軌跡とに基づいて、前記作業者による該所定の作業を評価するための作業訓練システムであって、（ｂ）前記作業者の位置を算出する位置検出部と、（ｃ）前記位置検出部によって測位された前記作業者の位置の履歴を前記作業者の移動履歴として記録する移動履歴記録部と、（ｄ）該移動履歴記録部によって記録された前記作業者の移動履歴のうち、前記所定の作業の開始から該所定の作業の終了までの移動を該所定の作業の作業軌跡として抽出する作業軌跡抽出部と、（ｅ）前記作業軌跡抽出部によって抽出された前記作業者による前記所定の作業における作業軌跡と、該所定の作業における前記規範作業軌跡とを表示装置に対比可能に表示する表示制御部と、を有することを特徴とする。
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記所定の作業が行なわれる作業領域を定義する情報と、該所定の作業の開始前に前記作業者が位置し、該作業領域に進入することにより作業が開始されたことを判断するための作業開始判定領域の位置と、該所定の作業の終了後に作業者が位置し、前記作業領域から進入することにより前記所定の作業が終了されたことを判断するための作業終了判定領域の位置とをそれぞれ定義する情報とを、作業の種類ごとに記憶する領域データベース部を有し、（ｂ）前記作業軌跡抽出部は、前記移動履歴記録部に記録された作業者の位置が、前記作業開始判定領域から前記作業領域に移動したことに基づいて前記所定の作業が開始されたと判定し、前記作業領域から前記作業終了領域に移動したことに基づいて前記所定の作業が終了されたと判定して前記作業軌跡を抽出することを有することを特徴とする。
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記作業者により操作される入力装置からの信号に基づいて前記所定の作業の開始および終了を前記作業訓練システムに通知する通知手段を有し、（ｂ）前記作業軌跡抽出部は、該通知手段により作業の開始が通知されたことおよび作業の終了が通知されたことに基づいて前記作業軌跡を抽出することを特徴とする。
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、前記規範作業軌跡は、前記作業軌跡抽出部によって複数回抽出される、予め規定された前記所定の作業における規範作業者による作業軌跡の平均であることにある。
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記作業軌跡抽出部によって抽出された前記所定の作業における前記作業者による作業軌跡と、前記規範作業軌跡との乖離度を算出し、該乖離度が予め設定された判定値よりも大きい場合には該作業は改善すべきであると判断する作業軌跡比較部を有し、（ｂ）前記表示制御部は、前記作業軌跡比較部によって算出された前記乖離度に関する情報を前記表示装置に表示することを特徴とする。
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、該作業軌跡比較部によって算出される乖離度は、前記作業者の作業軌跡の始点および前記規範作業軌跡の始点とを結ぶ線分、前記作業者の作業軌跡と前記規範作業軌跡、および、前記作業者の作業軌跡の終点および前記規範作業軌跡の終点とを結ぶ線分によって形成される領域の面積であることにある。
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、該作業軌跡比較部によって算出される乖離度は、前記作業者者が作業軌跡の始点から終点までに要した時間と、前記模範作業軌跡の始点から終点までに要する時間との差であることにある。
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、前記表示制御部は、前記所定の作業における前記作業者による作業軌跡と前記規範作業軌跡とを共通の表示領域内に重ねて表示することにある。
また、請求項９にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記作業は複数種類の工程からなり、（ｂ）前記作業軌跡抽出部は、該複数種類の工程のそれぞれにおける前記作業者による作業軌跡を抽出するものであり、（ｃ）前記作業軌跡比較部は、前記複数種類の工程のそれぞれにおける前記作業者による作業軌跡と、前記複数種類の工程のそれぞれについて個別に設定された規範作業軌跡とを比較し、該複数種類の工程のそれぞれについて、前記作業者による作業軌跡と前記規範作業軌跡との乖離度が予め該複数種類の工程ごとに設定された判定値よりも大きいか否かの判断を行なうことを特徴とする。
また、請求項１０にかかる発明の要旨とするところは、前記表示制御部は、前記複数種類の工程のそれぞれのうち、前記作業軌跡比較部により前記作業者の作業軌跡と前記規範作業軌跡との乖離度が予め設定された判定値よりも大きいと判断された工程を特定して表示することにある。
請求項１にかかる作業訓練システムによれば、前記位置検出部は前記作業者の位置を算出し、前記移動履歴記録部は前記位置検出部によって測位された作業者の位置の履歴を移動履歴として記録し、前記作業軌跡抽出部は、前記移動履歴記録部によって記録された作業者の移動履歴のうち、前記所定の作業の開始から終了までの移動を該作業における作業軌跡として抽出し、前記表示制御部は、前記作業軌跡抽出部によって抽出された前記作業者による前記所定の作業における作業軌跡と、該所定の作業における前記規範作業軌跡とを比較し、前記作業者の作業軌跡と前記規範作業軌跡とを表示装置に対比可能に表示するので、前記所定の作業における前記作業者の作業軌跡と前記規範作業軌跡とを比較して評価することができる。
また、請求項２にかかる作業訓練システムによれば、前記作業が行なわれる作業領域を定義する情報と、該作業の開始前に作業者が位置し、該作業領域に進入することにより作業が開始されたことを判断するための作業開始判定領域の位置と、作業の終了後に作業者が位置し、前記作業領域から進入することにより作業が終了されたことを判断するための作業終了判定領域の位置をそれぞれ定義するする情報とを、作業の種類ごとに記憶する領域データベース部を有し、前記作業軌跡抽出部は、前記移動履歴記録部に記録された作業者の位置の履歴が、前記作業開始判定領域から前記作業領域に移動したことに基づいて作業が開始されたと判定し、前記作業領域から前記作業終了領域に移動したことに基づいて作業が終了されたと判定して前記作業軌跡を抽出するので、前記移動履歴から作業における作業軌跡が抽出され、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
また、請求項３にかかる作業訓練システムによれば、作業者により操作される入力装置からの信号に基づいて作業の開始および作業の終了を前記作業訓練システムに通知する通知手段を有し、前記作業軌跡抽出部は、該通知手段により作業の開始が通知されたことにおよび作業の終了が通知されたことに基づいて前記作業軌跡を抽出するので、前記移動履歴から作業における作業軌跡が抽出され、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
また、請求項４にかかる作業訓練システムによれば、前記規範作業軌跡は、前記作業軌跡抽出部によって複数回抽出される、前記所定の作業における予め規定された規範作業者による作業軌跡の平均であるので、例えばいわゆる熟練工などが前記規範作業者とされ、その規範作業者による前記作業の作業軌跡の平均が前記規範作業軌跡とされる場合などにおいて、前記熟練者の作業軌跡におけるぶれを低減することができ、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
また、請求項５にかかる作業訓練システムによれば、前記作業軌跡比較部により、前記作業軌跡抽出部によって抽出された前記所定の作業における前記作業者による作業軌跡と前記規範作業軌跡との乖離度が算出され、該乖離度が予め設定された判定値よりも大きい場合には該作業は改善すべきであると判断され、前記表示制御部により、前記作業軌跡比較部によって算出された前記乖離度に関する情報が前記表示装置に表示されるので、表示された乖離度に関する情報に基づいて、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
また、請求項６にかかる作業訓練システムによれば、該作業軌跡比較部によって算出される乖離度は、前記作業者の作業軌跡の始点および前記規範作業軌跡の始点とを結ぶ線分、前記作業者の作業軌跡と前記規範作業軌跡、および、前記作業者の作業軌跡の終点および前記規範作業軌跡の終点とを結ぶ線分によって形成される領域の面積であるので、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを定量的に比較して評価することができる。
また、請求項７にかかる作業訓練システムによれば、該作業軌跡比較部によって算出される乖離度は、前記作業者者が作業軌跡の始点から終点までに要した時間と、前記模範作業軌跡の始点から終点までに要する時間との差であるので、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを定量的に比較して評価することができる。
また、請求項８にかかる作業訓練システムによれば、前記表示制御部は、前記所定の作業における前記作業者による作業軌跡と前記規範作業軌跡とを共通の表示領域内に重ねて表示するので、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
また、請求項９にかかる作業訓練システムによれば、前記所定の作業は複数の工程からなり、前記作業軌跡抽出部は、該複数の工程のそれぞれにおける作業軌跡を抽出するものであり、前記作業軌跡比較部は、前記複数種類の工程のそれぞれにおける前記作業者による作業軌跡と、前記複数種類の工程のそれぞれについて個別に設定された規範作業軌跡とを比較し、該複数の工程のそれぞれについて、前記作業者による作業軌跡と前記規範作業軌跡との乖離度が予め該複数種類の工程ごとに設定された判定値よりも大きいか否かの判断を行なうので、前記所定の作業を構成する各工程ごとに作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
また、請求項１０にかかる作業訓練システムによれば、前記表示制御部は、前記複数種類の工程のそれぞれのうち、前記作業軌跡比較部により前記作業者の作業軌跡と前記規範作業軌跡との乖離度が予め設定された判定値よりも大きいと判断された工程を特定して表示するので、前記所定の作業を構成する各工程ごとに作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
好適には、前記位置検出部は、前記作業者とともに移動する移動局から送信される電波を既知の位置に設置された複数の基地局で受信した際の該複数の基地局における受信結果に基づいて、前記移動局の位置の算出を行なう。このようにすれば、前記作業者に保持されるなどして作業者とともに移動する移動局の位置を算出することにより、前記作業者の位置を算出することができる。
好適には前記複数の基地局において前記移動局からの電波を受信する際の受信結果は、電波の受信時刻であることを特徴とする。このようにすれば、前記複数の基地局における移動局から送信された電波の受信時刻と、前記複数の基地局の位置とに基づいて移動局の位置の算出を行なうことができる。
また好適には、前記作業訓練システムは、前記所定の作業における前記作業者による作業軌跡が繰り返し複数回抽出される場合に、前記乖離度に基づいて、前記作業軌跡が改善されたか、すなわち前記規範作業軌跡に近づいたかを定量的に算出する作業改善度算出部を有することを特徴とする。このようにすれば、前記所定の作業における前記作業者による作業の実施が繰り返し行なわれる場合に、学習の効果を定量的な指標により検出できる。
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本実施例における作業訓練システム８の一実施態様を説明する図である。本作業訓練システム８が対象とする所定の作業は、作業者が移動を伴って実施する作業であって、前記所定の作業が行なわれる領域として図１における作業領域１６が定義されている。
また、作業開始判定領域１６Ｓと作業終了判定領域１６Ｆは、それぞれ作業領域１６に接して設けられる領域である。作業開始判定領域１６Ｓは、該所定の作業の開始前に前記所定の作業を行なう作業者が位置し、作業領域１６に進入することにより作業が開始されたことを判断するための領域である。また、作業終了判定領域１６Ｆは、所定の作業の終了後に作業者が位置し、作業領域１６から進入することにより前記所定の作業が終了されたことを判断するための領域である。
また、前記所定の作業を行なう作業者によって所持されるなどしてその複数の作業者のそれぞれに伴って移動させられる複数の移動局１０と、その移動局１０から送信される移動局１０の位置検出のための電波を受信し、その受信結果を算出する既知の位置に設置された複数の基地局１２と、必要な演算を行なうためのサーバ１４とが図示されている。サーバ１４と前記複数の基地局１２とは通信ケーブル２０により情報交換可能に接続されている。なお、図１においては、第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、第４基地局１２Ｄの４つの基地局１２（以下、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄを区別しない場合、基地局１２という。）が図示されているが、後述する様に、移動局１０の測位のために必要な最小の数の基地局以上の基地局であれば、基地局１２の数は４つに限られない。なお、室内領域８においては、例えば図１に示す様に座標系が定義され、この室内領域８における移動局１０や基地局１２の位置、前記作業領域１６、作業開始判定領域１６Ｓ、作業終了判定領域１６Ｆの位置や、大きさなどは例えばこの図１に示すような共通する座標を用いて表される。
図２は移動局１０の有する機能の概要を説明するブロック図である。移動局１０は、アンテナ２６、移動局無線部２２、電子制御装置２３などを有して構成される。電子制御装置２３は例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、後述する移動局制御部２４における処理などを実行するようになっている。なお、入力装置２５については、後述する別の実施例で用いる物であり、説明は後述する。
移動局無線部２２は、いわゆる無線通信機能を実現するものであって、アンテナ２６を用いて電波の送受信を行なう。例えば移動局無線部２２は、前記基地局１２に対し相関値を算出するための拡散符号を含む電波を送信する。また、基地局１２より送信される、移動局１０の作動に関する指令を含む電波を受信する。移動局無線部２２は、所定の周波数の搬送波を発生する発振器、電波により送信する信号に基づいて前記搬送波を変調し、またデジタル変調などを行なう変調器、前記変調された搬送波を所定の出力に増幅する送信アンプなどを有する。さらに、移動局無線部２２は、アンテナ２６によって受信された受信波を増幅する受信アンプ、受信波から所定の周波数成分のみを取り出すフィルタ、デジタル復調や検波器などによる復調を行なう復調器などによって実現される受信機能を含む。このとき、移動局無線部２２が行なう無線通信は例えばいわゆるデジタル通信が好適に用いられるので、移動局無線部２２はそのデジタル通信に必要となる変調あるいは復調のための機構を含む。
ここで、移動局１０の移動局無線部２２が送信する電波は、例えば電波に含まれる信号波のヘッダ部分に個々の移動局１０を識別するための符号を含める、あるいは個々の移動局１０により異なる拡散符号を送信するなど、予め定めた方法により送信される。そのため、移動局１０が複数存在する場合であってもその電波を受信した移動局は前記予め定めた方法に従ってその受信した電波を解析することにより、受信した電波が何れの移動局１０から送信されたものであるかを識別することができる。
また、アンテナ２６は、前述の移動局無線部２２が電波を送受信する際に用いられるものであって、送受信する電波の周波数に適したものが用いられる。また、移動局１０からの距離が同じ場合にアンテナ２６からの距離が同じ基地局１２において移動局１０からの方向に関わらず電波を受信できるように、アンテナ２６は少なくとも電波の伝搬方向に関して無指向性であるアンテナが好適に用いられる。
移動局制御部２４は、前記電子制御装置２３により実現されるものであって、移動局無線部２２の制御を行なう。具体的には例えば、移動局制御部２４は移動局無線部２２に対して送信または受信の切り替え、搬送波周波数の設定、送信アンプにおける出力の設定を行なう。これらの制御における設定値の決定は基地局１２との通信の結果により、例えば、前記基地局１２から送信される指令に基づいて決定される。移動局制御部２４はまた、前記基地局１２からの移動局１０の制御作動に関する指令を、移動局無線部２２において受信され、復号された基地局１２からの電波の内容を解析することにより解析する。また移動局制御部２４は、移動局１０が電波によって送信する拡散符号を、例えば図示しない記憶手段から記憶された拡散符号を読み出すことにより、あるいは所定の生成方法、例えば予め定められた原始多項式に基づいて生成することにより決定する。
図３は、基地局１２の有する機能の一例の概要を説明するブロック図である。基地局１２は、アンテナ３６、基地局無線部３２、電子制御装置３３、時計４０、通信インタフェース４２などを含んで構成される。また、電子制御装置３３は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、受信時刻検出部３８、基地局制御部３４などにおける処理を実行するようになっている。
基地局無線部３２は、いわゆる無線通信機能を実現するものであって、アンテナ３６を用いて電波の送受信を行なう。基地局無線部３２は、前記移動局１０の作動を制御する指令を含む電波を送信する。また、基地局無線部３２は、移動局１０によって送信される電波を受信し、その内容を必要に応じて後述する受信時刻検出部３８などに渡し処理を実行させる。すなわち、基地局無線部３２は、所定の周波数の搬送波を発生する発振器、電波により送信する信号に基づいて前記搬送波を変調し、またデジタル変調などを行なう変調器、前記変調された搬送波を所定の出力に増幅する送信アンプなどを有し、また、アンテナ３６によって受信された受信波を増幅する受信アンプ、受信波から所定の周波数成分のみを取り出すフィルタ、デジタル復調や検波器などによる復調を行なう復調器などによって実現される。このとき、基地局無線部３２が行なう無線通信は例えばいわゆるデジタル通信が好適に用いられるので、基地局無線部３２はそのデジタル通信に必要となる変調あるいは復調のための機構を含む。
また、アンテナ３６は、前述の基地局無線部３２が電波を送受信する際に用いられるものであって、送受信する電波の周波数に適したものが用いられる。また、移動局１０の位置、すなわち基地局１２から見た移動局１０の方向に関わらず基地局１２からの距離が同じ位置に移動局１０が存在する場合には電波を受信できるように、アンテナ３６は少なくとも電波の伝搬方向に関して無指向性であるアンテナが好適に用いられる。
基地局制御部３４および受信時刻検出部３８は前記電子制御装置３３によって実現される。このうち、基地局制御部３４は前記基地局無線部３２の制御を行なう。具体的には例えば、基地局制御部３４は基地局無線部３２に対して送信または受信の切り替え、搬送波周波数の設定、送信アンプの出力の設定などを行なう。これらの制御における設定値の決定は後述のサーバ１４あるいは移動局１０との通信の結果により決定される。また基地局制御部３４は受信時刻検出部３８に対しては、受信時刻検出実行の制御および受信時刻検出結果出力の要求および取得を制御する。また基地局制御部３４は、基地局無線部３２において受信され復号される、移動局１０により送信される電波の内容を解析する。同様に基地局制御部３４は、後述する通信インタフェース４２において受信されたサーバ１４からの送信内容を解析し、基地局１２の制御作動に関する指令を取り出す。さらに、基地局制御部３４は、後述する通信インタフェース４２や基地局無線部３２を介して、他の機器に対し必要な情報を送信する。
受信時刻検出部３８は、移動局１０から送信される電波に含まれる拡散符号と、その拡散符号のレプリカ符号との相関値を算出する。具体的には、予め移動局１０が送信する拡散符号と同一のレプリカ符号を受信時刻検出部３８が有しておき、そのレプリカ符号と、受信された移動局１０からの電波から取り出された拡散符号（受信符号）とをマッチドフィルタに入力することにより、両者の相関値を得ることができる。この相関値のピークを示す時刻が電波の受信時刻となる。したがって相関値のピークを示す時刻を後述の時計４０より得ることにより受信時刻が検出される。
時計４０は、時刻を計測するものであって、例えば受信時刻検出部３８が受信時刻を検出する際などに参照される。各基地局１２は各々の時計を有しており、それらの時刻は予め同期されている。
通信インタフェース４２は、通信ケーブル２０により接続された他の基地局１２とサーバ１４などとの情報通信を行なう。具体的には、基地局１２の同期時刻検出部３８によって検出される電波の受信時刻や、移動局１０から送信される電波に含まれる情報が基地局１２からサーバ１４に送信されるほか、サーバ１４から送信される基地局１２の作動に関する指令などが受信される。
図４は、サーバ１４の構成の概要を説明する図である。図４に示す様に、サーバ１４はＣＰＵに対応し、必要な演算処理を行なう電子制御装置４８、ＲＡＭ、ＲＯＭ、あるいはハードディスクなどに対応し、前記電子制御装置４８などの指示に応じて情報を読み出し可能に記憶する記憶装置５０、入出力インタフェース５２、およびその入出力インタフェース５２に接続され、サーバ１４に対するユーザからの入力操作を受け付けるキーボードやマウスなどの入力装置５３、サーバ１４による作動結果などを表示するためのディスプレイ表示装置などの表示を行なう出力装置５４、通信インタフェース４６等を備えた所謂コンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことができる。
通信インタフェース４６は、例えば通信ケーブル２０により他の基地局１２や他のサーバ１４、あるいは共有機器１６との情報通信を行なう。通信インタフェース４８は、例えばサーバ１４から基地局１２に対し、基地局１２の制御作動に関する指令や、後述する測位部５６によって算出される移動局１０の位置に関する情報を送信し、また、基地局１２から送信される情報、例えば基地局１２における電波の受信時刻に関する情報を受信する。この基地局１２における電波の受信時刻は、移動局１０から送信される拡散符号の受信時刻として受信時刻検出部３８によって検出される。
図５は、サーバ１４の電子制御装置４８が有する機能の概要を説明する機能ブロック線図である。この機能は例えば、前記図４のサーバ１４において所定のプログラムが実行されることにより実現される。測位部５６は、４つの基地局１２において検出された移動局１０からの測位のための電波、すなわち前記拡散符号を含む電波の受信時刻の時間差に基づいて移動局１０の位置の算出を行なう（ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）方式）。移動局の座標を（ｘ、ｙ）とし、第１基地局１２Ａの位置を表す座標が（ｘＢ１，ｙＢ１）、第２基地局１２Ｂの座標が（ｘＢ２，ｙＢ２）、第３基地局１２Ｃの座標が（ｘＢ３，ｙＢ３）、第４基地局１２Ｄの座標が（ｘＢ４，ｙＢ４）であるとき、移動局の位置は以下の（１）式により表される。ここで、これらの基地局１２や移動局１０の座標は、例えば図１に示す様に定義された座標系により表わされる。
(xB1−x)2＋(yB1−y)2={c×(Tr1−Ts)}2
(xB2−x)2＋(yB2−y)2={c×(Tr2−Ts)}2
(xB3−x)2＋(yB3−y)2={c×(Tr3−Ts)}2
(xB4−x)2＋(yB4−y)2={c×(Tr4−Ts)}2…(1)
ここで、Ｔｒ１乃至Ｔｒ４（ｓｅｃ）はそれぞれ、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄにおける電波の受信時刻、Ｔｓは移動局１０での電波の送信時刻であり、例えば移動局１０から基地局１２に対し電波により送信され、これを基地局１２が受信することにより得られる。すなわち、前記（１）式の各式の右辺における（Ｔｒｉ−Ｔｓ）（ｉ＝１，２，…）は、移動局１０から基地局１２ｉへの電波の伝搬時間を表しており、ｃ×（Ｔｒｉ−Ｔｓ）は、移動局１０と基地局１２ｉとの距離を表している。（１）式はｘ、ｙ、Ｔｓを未知数とした連立方程式となる。（１）式よりＴｓを消去すると以下の（２）式となる。
Figure 2009244428
 この（２）式を解くことにより未知数ｘ、ｙが得られる。具体的にはニュートン法などの求解法を使用することにより（２）式の解、すなわち移動局１０の位置を算出する。そして、移動局１０はその移動局１０を保持する作業者と共に移動させられるので、算出された移動局１０の位置は作業者の位置でもある。なお、測位部５６と、移動局１０、基地局１２などからなる位置検出システムが位置検出部に対応する。なお、前記（１）式および（２）式に示す様に、移動局１０が２次元平面を移動する場合には、少なくとも３局の基地局１２によって移動局１０からの電波を受信する必要がある。なお、この測位部５６と、前記移動局１０、および前記複数の基地局１２によって構成される移動局１０の位置を測位するためのシステムが、位置検出部に対応する。
図６は、前記（１）式の関係を図示したものである。なお、図６においては、説明のため、基地局１２の位置は図１における配置とは異なるものとされている。図６のｒ１乃至ｒ４は第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれと移動局１０との距離を表しており、前記（１）式の各式の右辺の平方根に対応するものである。すなわち、（１）式の解の算出は、図６における第１基地局１２Ａを中心とする半径ｒ１の円、第２基地局１２Ｂを中心とする半径ｒ２の円、第３基地局１２Ｃを中心とする半径ｒ３の円、第４基地局１２Ｄを中心とする半径ｒ４の円の交点を算出するものである。一方、前記（１）式が前記（２）式のように変形されることにより、（２）式はＴｓを含まないものとなるので、移動局１０での電波の送信時刻を必要とすることなく移動局１０の位置の算出を行なうことができる。
図５に戻って、移動履歴記録部５８は、測位部５６によって算出された作業者の位置についての情報をその算出時刻についての情報とともに記録することにより、作業者の移動履歴として記録する。
領域データベース部６２は、前記作業領域１６、作業開始領域１６Ｓ、および作業開始領域１６Ｆのそれぞれの位置および大きさについての情報をサーバ１４の記憶装置５０の所定の領域に読み出し可能に記憶する。これらの情報は、予め計測され操作者によって入力されるなどして記憶される。
また、作業軌跡抽出部６０は、前記移動履歴記録部５８によって記録された作業者の移動履歴から、前記所定の作業に伴う移動の軌跡である作業軌跡を抽出する。具体的には、作業軌跡抽出部６０は、前記移動履歴のうち、前記所定の作業の開始時点の位置から前記所定の作業の終了時点の位置までの移動履歴を前記作業軌跡として抽出する。
ここで、作業軌跡抽出部６０は、前記領域データベース部６２に記憶された前記作業領域１６、作業開始領域１６Ｓ、および作業開始領域１６Ｆのそれぞれの位置および大きさについての情報に基づいて、前記測位部５６によって算出された作業者の位置が前記作業開始判定領域１６Ｓから前記作業領域１６に進入したか否かを判断し、前記作業者の位置が、前記作業開始判定領域１６Ｓから前記作業領域１６に進入したと判断された場合に前記所定の作業が開始されたと判断する。また、前記作業者の位置が前記作業領域１６から前記作業終了判定領域１６Ｆに進入したか否かを判断し、前記作業者の位置が、前記作業領域１６から前記作業終了判定領域１６Ｆに進入したと判断された場合に前記所定の作業が終了されたと判断する。そして、これらの判断に基づいて、前記作業履歴から作業軌跡の抽出を行なう。
図７は、前記移動履歴記録部５８によって記録される移動履歴と、前記作業軌跡抽出部６０によってその移動履歴から抽出される作業軌跡を説明する図である。図７において、黒く塗られた点８６、および白く塗られた点８２が、前記測位部５６において所定の間隔で算出されたそれぞれ異なる作業者について作業者の位置を表している。そして、これらの点８６および点８２をそれぞれ結ぶ線が、これらの作業者の移動履歴である。
以下、黒く塗られた点８６を例として、作業軌跡抽出部６０による作業軌跡の抽出作動を説明する。作業軌跡抽出部６０は、点８６を結ぶ線として表された移動履歴のうち、ある時刻の作業者の位置を表す点８６Ｓが作業開始領域１６Ｓ内にあり、その作業者の位置を表す点８６Ｎが次に算出された際に作業領域１６内にあることを検出すると、その作業者により前記所定の作業が開始されたとして、前記点８６Ｓから前記作業者による前記所定の作業の作業軌跡の抽出を開始する。また、作業軌跡抽出部６０は、点８６を結ぶ線として表された移動履歴のうち、ある時刻の前記作業者の位置を表す点８６Ｍが作業領域１６Ｓにあり、その作業者の位置を表す点８６Ｆが次に算出された際に作業終了判定領域１６Ｆ内にあることを検出すると、その作業者により前記所定の作業が終了されたとして、前記点８６Ｆまでを前記作業者による前記所定の作業の作業軌跡であるとして、作業軌跡の抽出を終了する。その結果、図７において、黒く塗られた点８６を結ぶ線からなる移動履歴のうち、実線で表された部分が作業軌跡８８として抽出され、破線で表された部分は、作業軌跡ではないとされる。なお、白く塗られた点８２についても同様に、白く塗られた点８２を結ぶ線からなる移動履歴のうち点８２Ｓから点８２Ｆまでの一点鎖線で表された部分が作業軌跡８４として抽出され、二点鎖線で表された部分は作業軌跡ではないとされる。
また、作業軌跡抽出部６０は、抽出した作業軌跡のうち、規範となる作業軌跡である規範作業軌跡である場合には、その規範作業軌跡についての情報を規範作業軌跡記憶部６６に記憶させる。規範作業軌跡記憶部６６はこれらの規範作業軌跡についての情報を、例えばサーバ１４の記憶装置５０の所定の領域に読み出し可能に記憶する。ここで、規範作業軌跡は、例えば予め規範作業者であると規定された作業者により前記所定の作業が実施された際の作業軌跡であり、例えば作業軌跡を抽出する際に規範作業者のものであるものとサーバ１４の入力装置５３などによって入力されることによって識別することができる。また、この規範作業者とは、前記所定の作業に伴う移動が効率がよいなどの規範的なものである例えばいわゆる熟練工のような作業者である。
作業軌跡比較部６８は、前記作業抽出部６０によって抽出された作業者の前記所定の作業についての作業軌跡と、前記作業軌跡記憶部６６に記憶された模範作業軌跡とを比較し、前記作業者による作業軌跡と前記模範作業軌跡との乖離の程度を定量的に評価する乖離度を算出する。この乖離度としては、前記作業者の作業軌跡の始点および前記規範作業軌跡の始点とを結ぶ線分、前記作業者の作業軌跡と前記規範作業軌跡、および、前記作業者の作業軌跡の終点および前記規範作業軌跡の終点とを結ぶ線分によって形成される領域の面積である乖離面積、および、前記作業者の前記所定の作業の開始から終了までに要した時間と、前記模範作業軌跡における作業の開始から終了までに要した時間との差である乖離時間のすくなくとも１つである。
このうち、前記乖離時間は、次の様に算出される。まず、作業者による前記所定の作業の開始から終了までに要した時間が算出される。具体的には、前記測位部５６によって検出される作業者の位置が、前記移動履歴記憶部５８によりその検出時刻とともに記憶されるので、前記所定の作業の開始時刻および終了時刻を、例えば作業者の位置が図７における点８６Ｓの位置および点８６Ｆの位置として検出された時刻としてそれぞれ得ることができ、その終了時刻から開始時刻を減ずることにより、作業に要した時間を算出することができる。また、模範作業軌跡における作業の開始から終了までに要する時間についても同様に算出される。そして、算出された前記模範作業軌跡における作業の開始から終了までに要した時間と、作業者の前記所定の作業の開始から終了までに要した時間との差が前記乖離時間として算出される。
一方、図８は、作業軌跡比較部６８における乖離面積を説明する図である。図８に示す様に、乖離面積は、前記作業者の作業軌跡８４の始点８２Ｓおよび前記規範作業軌跡８８の始点８６Ｓとを結ぶ点線で表された線分９２Ｓ、前記作業者の作業軌跡８４と前記規範作業軌跡８８、および、前記作業者の作業軌跡８４の終点８６Ｆおよび前記規範作業軌跡８８の終点８６Ｆとを結ぶ点線で表された線分９２Ｆによって形成される、斜線の付された領域９０の面積である。この領域９０は図８に示す様に複数の領域となることも、１つの領域となることもありうる。この領域９０が、図８に示す様に複数の領域からなる場合には、前記乖離面積はそれぞれの領域の面積の合計である。
また、作業軌跡比較部６８は、前記乖離面積と乖離時間とを乗ずることによって得られる値を要改善度として算出する。この要改善度も、前記作業者による作業軌跡と前記規範作業軌跡との乖離を定量的に表す指標の１つである。
作業軌跡比較部６８は、このようにして算出された乖離度についての情報や前記要改善度についての情報を、その乖離度を算出した作業についての情報、すなわち、作業者についての情報、あるいは作業の実行日時についての情報などと共に、乖離度記憶部７０に記憶させる。乖離度記憶部７０は、これらの乖離度についての情報などを例えばサーバ１４の記憶装置５０の所定の領域に読み出し可能に記憶する。
作業改善度算出部７２は、前記作業者による前記所定の作業が繰り返し行なわれる場合において、同一の作業者により前記所定の作業が以前に行なわれた際に前記作業軌跡比較部６８により算出され前記乖離度記憶部７０に記憶された前記乖離度や前記要改善度についての情報を読み出すとともに、読み出された前記乖離度や前記要改善度と、直前に前記作業者により前記所定の作業が行なわれ前記作業軌跡比較部６８により算出された前記乖離度や前記要改善度とを比較し、その差を改善度として算出する。
具体的には例えば、前記作業改善度算出部７２は、前記乖離度記憶部７０に記憶された前記要改善度の値から、直前に前記作業者により前記所定の作業が行なわれ前記作業軌跡比較部６８により算出された前記要改善度の値を減ずることにより、改善度を算出する。この改善度は、前記作業を繰り返し実行したことにより、前記作業者による前記所定の作業における作業軌跡がどれほど前記規範作業軌跡に近づいたかを表す指標となる。
表示制御部７４は、前記作業軌跡抽出部６０によって抽出された前記作業者による前記所定の作業の作業軌跡８４についての情報を、サーバ１４の表示装置５４などの表示装置に、例えば作業軌跡８４と、前記模範作業軌跡８８とを対比可能に表示させるなどにより表示させる。また、表示制御部７４は、前記作業軌跡比較部によって算出された前記乖離度、すなわち、前記乖離面積、前記乖離時間についての情報、また、これら乖離度に基づいて算出される前記要改善度についての情報を表示させる。
図９は、表示制御部７４によって例えば前記サーバ１４の表示装置５４などに表示される内容の一例を説明する図である。図９の表示例９６Ａに示す様に、一点鎖線で表される前記作業者による前記所定の作業の作業軌跡と、実線で表される模範作業軌跡とが前記作業領域に対応する共通の表示領域１６において重ねて表示されることにより、両者が対比可能に表示されている。
また、図１０は、表示制御部７４によって例えば前記サーバ１４の表示装置５４などに表示される内容の別の例を説明する図である。図１０の表示例９６Ｂによれば、前記乖離面積、前記乖離時間、前記要改善度、前記改善度などの数値が表示されている。
図１１は、本実施例の作業訓練システム８における制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、作業訓練システム８の実行が初回であるか否か、すなわち、未だ規範作業軌跡についての情報が規範作業軌跡記憶部６６に記憶されていないか否かが判断される。そして、作業訓練システム８の実行が初回である場合には、未だ規範作業軌跡についての情報が規範作業軌跡記憶部６６に記憶されていないとして本ステップの判断が肯定され、ＳＡ２以降が実行される。一方、作業訓練システム８の実行が初回でない場合には、既に規範作業軌跡についての情報が規範作業軌跡記憶部６６に記憶されているとして本ステップの判断は否定され、ＳＡ６以降が実行される。
ＳＡ１の判断が肯定された場合、すなわち作業訓練システム８の実行が初回であり、未だ規範作業軌跡についての情報が規範作業軌跡記憶部６６に記憶されていない場合に実行されるＳＡ２においては、規範作業軌跡の生成のための作動が行なわれる。本ステップにおいては、前記規範作業者により前記所定の作業が実行される際に、予め例えばサーバ１４の入力装置５３などにより作業を行なう作業者が前記規範作業者である旨の入力がされ、前記作業軌跡抽出部６０などに対応する作業軌跡抽出ルーチンが実行されることにより、規範作業軌跡が生成される。
続くＳＡ３においては、作業者による前記所定の作業における作業軌跡の抽出が行なわれる。本ステップにおいては、一般の作業者、すなわち、前記所定の作業における作業軌跡を前記規範作業軌跡と比較しようとする被検者としての作業者により前記所定の作業が実行される際に、前記作業軌跡抽出部などに対応する作業軌跡抽出ルーチンが実行されることにより、前記作業者による前記初手の作業における作業軌跡が生成される。
図１２は、前述のＳＡ２およびＳＡ３において実行される作業軌跡抽出ルーチンにおける制御作動の一例を説明するフローチャートである。測位部５６、移動履歴記憶部５８などに対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＢ１においては、作業者の位置の算出を行なう測位ルーチンが実行される。
図１３は、前述のＳＢ１などにおいて実行される測位ルーチンにおける制御作動の一例を説明するフローチャートであって、前記移動局１０、前記複数の基地局１２、および前記サーバ１４、特にサーバ１４の測位部５６の作動を関連付けて説明する図である。
まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＣ１においてはサーバ１４から各基地局１２のそれぞれに対し、移動局１０の測位を実行するための指令が行なわれる。この指令は、（１）複数の基地局１２のいずれか１つに対し、移動局１０に測位のための電波を送信させるための指令を基地局１２の基地局無線部３２から移動局１０に送信させる指令と、（２）複数の基地局１２のそれぞれに対し、移動局１０から送信される測位の為の電波を受信し、受信時刻を検出し、検出した受信時刻をサーバ１４に送信させる指令とを含む。このうち、前記（１）の指令は、サーバ１４は無線通信のための電波の送受信などについての機能を有していないために、サーバ１４から移動局１０への指令はいずれかの基地局１２の有する基地局無線部３２を介して行なわれることによるものであって、前記いずれか１つの基地局１２は、例えば、任意に選択される基地局１２とされる。
ＳＣ２においては、各基地局１２において、サーバ１４からのＳＣ１の指令が受信されたか否かが待機される。サーバ１４からのＳＣ１の指令、すなわち前記（１）および（２）の指令あるいは（２）のみの指令が受信される場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＣ４が実行される。一方サーバ１４からのＳＣ１の指令が受信されない場合には、本ステップの判断が否定され、繰り返しＳＣ１が実行されて、サーバ１４からのＳＣ１の指令が受信されるまで待機が行なわれる。
ＳＣ３においては、前記ＳＣ２において受信されたサーバ１４からの指令に、前記（１）の指令、すなわち、複数の基地局１２のいずれか１つに対し、移動局１０に測位のための電波を送信させるための指令を基地局１２の基地局無線部３２から移動局１０に送信させる指令が含まれていたか否かが判断される。前記（１）の指令を受け取ったいずれか１つの基地局においては、本ステップの判断は肯定され、続くＳＣ４が実行される。一方、前記（２）のみの指令を受け取った基地局においては、本ステップの判断は否定され、後述するＳＣ６において移動局１０から送信される測位のための電波の受信が行なわれる。
ＳＣ４は、ＳＣ３の判断が肯定された場合に実行されるステップであって、具体的にはＳＣ２において前記（１）および（２）の指令を受信した基地局においてその（１）の指令が実行される。すなわち、移動局１０に測位のための電波を送信させるための指令が無線により移動局１０に対して送信されるとともに、送信後には移動局１０から送信される測位のための電波の受信が行なわれる。
ＳＣ５においては、移動局１０において、測位のための電波の送信を行なうための指令（ＳＣ４）が受信されたか否かが待機される。移動局１０において測位のための電波の送信を行なうための指令が受信された場合には本ステップの判断が肯定され、続くＳＣ６が実行される。一方、測位のための電波の送信を行なうための指令が受信されない場合には本ステップの判断が否定され、繰り返しＳＣ５が実行されて、測位のための電波の送信を行なうための指令が受信されるまで待機が行なわれる。
移動局１０の移動局無線部２２などに対応するＳＣ６においては、移動局１０から測位のための電波の送信が行なわれる。この測位のための電波には、受信時刻を検出するための拡散符号が含まれる。
各基地局１２の基地局無線部３２などに対応するＳＣ７においては、移動局１０から送信される測位のための電波が受信されたか否かが判断される。移動局１０から送信される電波が受信された場合においては、本判断は肯定され、続くＳＣ１０が実行される。一方、移動局１０から送信される電波が受信されない場合、本ステップの判断が否定され、続くＳＣ８が実行される。
ＳＣ８においては、移動局からの電波の受信を開始してからの経過時間が予め設定されたタイムアウト時間を超えたか否かが判断される。そして、経過時間が前記タイムアウト時間を超えた場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＣ９が実行される。また、経過時間が前記タイムアウト時間を超えていない場合には本ステップの判断は否定され、引き続き移動局１０からの電波の受信が行なわれる。
ＳＣ８の判断が肯定された場合に実行されるＳＣ９においては、ＳＣ８の判断が肯定された基地局については、移動局１０からの電波を受信することができなかったとして、エラー処理が行なわれる。具体的には例えば、サーバ１４に対し、移動局１０からの電波を受信しなかった旨の情報が送信される。
受信時刻検出部３８に対応するＳＣ１０においては、ＳＣ７において受信が行なわれた移動局１０からの測位のための電波に含まれている拡散符号と、予め各基地局が有している前記拡散符号のレプリカ符号との相関値が算出され、その相関値がピークとなった時刻が移動局１０からの電波の受信時刻として検出される。
ＳＣ１１においては、各基地局１２においてＳＣ１０で検出された移動局１０からの電波の受信時刻についての情報がサーバ１４に送信される。
ＳＣ１２においては、各基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻についての情報が、予め定められた所定数以上の数の基地局１２から送信され、サーバ１４に受信されたか否かが判断される。この所定数は、続くＳＣ１５において移動局１０の位置の算出を行なうために必要となる数であって、例えば移動局１０の移動が３次元空間であるい場合には４つであり、２次元平面である場合や、３次元空間であっても移動局１０の高さについての情報を図示しない高さ検出手段などにより得ることが可能な場合には３つである。前記所定数以上の数の基地局１２から受信時刻についての情報が受信された場合には、本ステップの判断は肯定され、続くＳＣ１５が実行される。一方、前記所定数以上の数の基地局１２から受信時刻についての情報が受信されない場合には、本ステップの判断が否定され、続くＳＣ１３が実行される。
ＳＣ１３においては、ＳＣ１の指令を行なってからの経過時間が予め設定されたタイムアウト時間を超えたか否かが判断される。そして、経過時間が前記タイムアウト時間を超えた場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＣ１４が実行される。また、経過時間が前記タイムアウト時間を超えていない場合には本ステップの判断は否定され、引き続き基地局１２からの受信時刻についての情報の受信が行なわれる。
ＳＣ１３の判断が肯定された場合に実行されるＳＣ１４においては、移動局１０の位置の算出を行なうために必要な数の基地局１２から、移動局１０からの電波の受信時刻を受信することができなかったとして、エラー処理が行なわれる。具体的には例えば、移動局１０の位置の算出に失敗した旨の情報が記録される。
サーバ１４の測位部５６に対応するＳＣ１５においては、ＳＣ１２で受信された各基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻についての情報に基づいて、移動局１０の位置の算出が実行される。具体的には、前記各基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻についての情報と、予め既知である各基地局１２の位置に関する情報に基づいて前記（２）式を解くことにより、移動局１０の位置が作業者の位置として算出される。
図１２に戻って、ＳＢ２においては、前記所定の作業が開始されたか否かが判断される。具体的には、前記ＳＢ１において算出される前記作業者の位置が前記作業開始判定領域から前記作業領域に移動したことに基づいて前記所定の作業が開始されたと判定される。前記作業者の位置が前記作業開始判定領域から前記作業領域に移動した場合には、前記所定の作業が開始されたとして本ステップの判断が肯定され、ＳＢ３が実行される。また、前記作業者の位置が前記作業開始判定領域から前記作業領域に移動していない場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＢ１が繰り返し実行され、作業者の位置の算出が行なわれる。
作業軌跡抽出部６０に対応するＳＢ３においては、作業者による前記所定の作業が開始されたとして、前記作業者の移動履歴から作業軌跡の抽出が開始される。
ＳＢ４においては、ＳＢ１と同様に、すなわち、例えば図１３のフローチャートに示す様に作業者の位置の算出が行なわれる。前述のように、ＳＢ１およびＳＢ４において行なわれる作業者の位置の算出は予め定められた所定の間隔となる様に実行される。本ステップにおいて算出される作業者の位置は、作業者の移動履歴であり、かつ、作業軌跡でもある。
ＳＢ５においては、前記所定の作業が終了されたか否かが判断される。具体的には、前記ＳＢ４において算出される前記作業者の位置が前記作業領域から前記作業終了判定領域に移動したことに基づいて前記所定の作業が終了されたと判定される。前記作業者の位置が前記作業領域から前記作業終了判定領域に移動した場合には、前記所定の作業が終了されたとして本ステップの判断が肯定され、ＳＢ６が実行される。また、前記作業者の位置が前記作業領域から前記作業終了判定領域に移動していない場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＢ４が繰り返し実行され、作業者の位置の算出、移動履歴の記録および作業軌跡の抽出が行なわれる。
ＳＢ６は、ＳＢ５の判断が肯定された場合、すなわち、前記所定の作業が終了されたと判断された場合に実行されるステップであり、作業軌跡の抽出が終了させられる。すなわち、本ステップの実行後に検出される作業者の位置は、作業者の移動履歴である一方、作業軌跡ではないこととされる。
ＳＢ７においては、ＳＢ１乃至ＳＢ６により生成された作業軌跡が、予め定められた前記規範作業者による前記所定の作業の作業軌跡であったか否かが判断される。この判断は、予め例えばサーバ１４の入力装置５３などにより作業を行なう作業者が前記規範作業者である旨の入力がされたか否かに基づいて行なわれる。そして、前記規範作業者による前記所定の作業の作業軌跡である場合には、本ステップの判断が肯定され、生成された作業軌跡は規範作業軌跡であるとして、ＳＢ８が実行される。一方、前記規範作業者による前記所定の作業の作業軌跡でない場合には、本ステップの判断が否定され、生成された作業軌跡は前記一般の作業者による作業軌跡であるとして、ＳＢ９が実行される。
ＳＢ８においては、ＳＢ１乃至ＳＢ６により生成された作業軌跡が前記規範作業軌跡であるとして、規範作業軌跡記憶部６６に記憶させられる。
一方ＳＢ９においては、ＳＢ１乃至ＳＢ６により生成された作業軌跡が前記一般の作業者による作業軌跡であるとして、例えば前記サーバ１４の記憶装置５０などに一時的に記憶される。
図１１に戻って、作業軌跡比較部６８に対応するＳＡ４においては、ＳＡ２において生成された規範作業軌跡とＳＡ３において生成された作業者による前記所定の作業の作業軌跡とが比較され前記乖離度が算出される、作業比較ルーチンが実行される。
図１４はこの作業比較ルーチンにおける制御作動の一例を説明するフローチャートであって、作業軌跡比較部６８に対応する。まず、ＳＤ１においては、ＳＡ２において生成された規範作業軌跡とＳＡ３において生成された作業者による前記所定の作業の作業軌跡との乖離の程度を表す乖離度の１つである乖離面積が算出される。この乖離面積は、例えば前述の図８において、前記作業者の作業軌跡８４の始点８２Ｓおよび前記規範作業軌跡８８の始点８６Ｓとを結ぶ点線で表された線分９２Ｓ、前記作業者の作業軌跡８４と前記規範作業軌跡８８、および、前記作業者の作業軌跡８４の終点８６Ｆおよび前記規範作業軌跡８８の終点８６Ｆとを結ぶ点線で表された線分９２Ｆによって形成される、斜線の付された領域９０の面積である。
続いてＳＤ２においては、別の種類の前記乖離度である乖離時間が算出される。この乖離時間は、前述のように、ＳＡ３において生成された前記作業者の前記所定の作業の作業軌跡にかかる作業の開始から終了までに要した時間と、前記ＳＡ２において生成された模範作業軌跡にかかる作業の作業の開始から終了までに要した時間との差であり、それぞれ、図１２のＳＢ２が肯定された際の作業者もくは規範作業者の位置が算出された時刻を作業の開始時刻、図１２のＳＢ５が肯定された際の作業者もしくは規範作業者の位置が算出された時刻を作業の終了時刻とすることにより算出される。
ＳＤ３においては、ＳＤ１で算出された乖離面積が、予め定められた乖離面積判定値を上回るか否かが判断される。ＳＤ１で算出された乖離面積が、予め定められた乖離面積判定値を上回る場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＤ５が実行される。一方、ＳＤ１で算出された乖離面積が、予め定められた乖離面積判定値と等しいもしくはこれを下回る場合においては、本ステップの判断が否定され、ＳＤ４が実行される。
ＳＤ４においては、ＳＤ２で算出された乖離時間が、予め定められた乖離時間判定値を上回るか否かが判断される。ＳＤ２で算出された乖離時間が、予め定められた乖離時間判定値を上回る場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＤ５が実行される。一方、ＳＤ２で算出された乖離時間が、予め定められた乖離時間判定値と等しいもしくはこれを下回る場合においては、本ステップの判断が否定され、ＳＤ５が実行されることなくＳＤ６が実行される。
ＳＤ３およびＳＤ４の判断の少なくとも一方が肯定される場合に実行されるＳＤ５においては、ＳＡ３で生成された作業履歴にかかる作業者による前記所定の作業の実行は、乖離の程度が大きいとして、その作業は改善の余地があるとする要改善フラグをオンとする。
ＳＤ６においては、ＳＤ１において算出された乖離面積とＳＤ２において算出された乖離時間とが乗ぜられ、要改善度が算出される。
図１１に戻って、表示制御部７４に対応するＳＡ５においては、ＳＡ２において生成された規範作業軌跡についての情報とＳＡ３において生成された作業者による前記所定の作業の作業軌跡についての情報とが、対比可能に例えば前記サーバ１４の表示装置５４などに例えば前述した図９のように表示される。あるいは、前記ＳＡ４において算出された乖離度、すなわち乖離面積および乖離時間の少なくとも１つや、要改善度についての情報が前述した図１０のように表示される。
一方、ＳＡ１の判断が否定された場合、すなわち、作業訓練システム８の実行が初回でなく、既に規範作業軌跡についての情報が規範作業軌跡記憶部６６に記憶されている場合に実行されるＳＡ３においては、前記一般の作業者による前記所定の作業における作業軌跡の生成が行なわれる。本ステップにおける作動は前述のＳＡ３と同様であり、図１２の作業軌跡抽出ルーチンが実行される。
作業軌跡比較部６８に対応するＳＡ７においては、ＳＡ２において生成され、規範作業軌跡記憶部６６に記憶されるなどした規範作業軌跡と、ＳＡ６において生成された作業者による前記所定の作業の作業軌跡とが比較され前記乖離度が算出される、作業比較ルーチンが実行される。本ステップにおける作動は前述のＳＡ４と同様であり、図１４の作業比較ルーチンが実行される。
表示制御部７４に対応するＳＡ８においては、ＳＡ２において生成され、規範作業軌跡記憶部６６に記憶されるなどした規範作業軌跡についての情報、および、ＳＡ６において生成された作業者による前記所定の作業の作業軌跡についての情報、あるいはＳＡ７において算出された乖離度、すなわち乖離面積および乖離時間の少なくとも１つや、要改善度についての情報がＳＡ５と同様に表示される。
作業改善度算出部７２に対応するＳＡ９においては、前記作業者による前記所定の作業が繰り返し行なわれる場合、すなわち、図１１のフローチャートが同一の作業者について複数回実行される場合において、以前にＳＡ４もしくはＳＡ７において算出された前記要改善度の値と、ＳＡ９の実行直前にＳＡ７において算出された前記要改善度の値とのＳＡである改善度の値が算出される。
前述の実施例の作業訓練システム８によれば、前記位置検出部を構成する測位部５６、移動局１０、および複数の基地局１２（ＳＢ１、ＳＢ４）は前記作業者の位置を算出し、前記移動履歴記録部５８（ＳＢ１、ＳＢ４など）は前記位置検出部５６によって測位された作業者の位置の履歴を移動履歴として記録し、前記作業軌跡抽出部６０（ＳＢ３乃至ＳＢ６）は、前記移動履歴記録部５８によって記録された作業者の移動履歴のうち、前記所定の作業の開始から終了までの移動を該作業における作業軌跡８４として抽出し、前記表示制御部７４（ＳＡ５、ＳＡ８）は、前記作業軌跡抽出部６０によって抽出された前記作業者による前記所定の作業における作業軌跡８４と、該所定の作業における前記規範作業軌跡８８とを比較し、前記作業者の作業軌跡８４と前記規範作業軌跡８８とを表示装置に対比可能に表示するので、前記所定の作業における前記作業者の作業軌跡８４と前記規範作業軌跡８８とを比較して評価することができる。
また、前述の実施例の作業訓練システム８によれば、前記作業が行なわれる作業領域１６を定義する情報と、該作業の開始前に作業者が位置し、該作業領域に進入することにより作業が開始されたことを判断するための作業開始判定領域１６Ｓの位置と、作業の終了後に作業者が位置し、前記作業領域から進入することにより作業が終了されたことを判断するための作業終了判定領域１６Ｆの位置をそれぞれ定義するする情報とを、作業の種類ごとに記憶する領域データベース部６２を有し、前記作業軌跡抽出部６０は、前記移動履歴記録部５８に記録された作業者の位置の履歴が、前記作業開始判定領域１６Ｓから前記作業領域１６に移動したことに基づいて作業が開始されたと判定し、前記作業領域１６から前記作業終了領域１６Ｆに移動したことに基づいて作業が終了されたと判定して前記作業軌跡を抽出するので、前記移動履歴から作業における作業軌跡が抽出され、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
また、前述の実施例の作業訓練システム８によれば、前記作業軌跡比較部６８により、前記作業軌跡抽出部６０によって抽出された前記所定の作業における前記作業者による作業軌跡８４と前記規範作業軌跡８８との乖離度として乖離面積および乖離時間が算出され、該乖離度が予め設定された判定値よりも大きい場合には該作業は改善すべきであると判断され、前記表示制御部７４により、前記作業軌跡比較部６８によって算出された前記乖離度に関する情報が前記表示装置５４に表示されるので、表示された乖離度に関する情報に基づいて、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡８４と前記規範移動履歴８８とを比較して評価することができる。
また、前述の実施例の作業訓練システム８によれば、該作業軌跡比較部６８によって算出される乖離度の１つである乖離面積は、前記作業者の作業軌跡８４の始点８２Ｓおよび前記規範作業軌跡８８の始点８６Ｓとを結ぶ線分９２Ｓ、前記作業者の作業軌跡８４と前記規範作業軌跡８８、および、前記作業者の作業軌跡８４の終点８２Ｆおよび前記規範作業軌跡８８の終点８６Ｆとを結ぶ線分によって形成される領域９０の面積であるので、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡８４と前記規範移動履歴８８とを定量的に比較して評価することができる。
また、前述の実施例の作業訓練システム８によれば、該作業軌跡比較部６８によって算出される乖離度の１つである乖離時間は、前記作業者者が作業軌跡にかかる作業の始点から終点までに要した時間と、前記模範作業軌跡にかかる作業の始点から終点までに要する時間との差であるので、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを定量的に比較して評価することができる。
また、前述の実施例の作業訓練システム８によれば、前記表示制御部７４は、前記所定の作業における前記作業者による作業軌跡８４と前記規範作業軌跡８４とを共通の表示領域内に重ねて表示するので、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡８４と前記規範移動履歴８８とを比較して評価することができる。
また、前述の実施例の作業訓練システム８によれば、前記位置検出部を構成するサーバ１４の測位部５６は、前記作業者とともに移動する移動局１０から送信される電波を既知の位置に設置された複数の基地局１２で受信した際の該複数の基地局における受信結果に基づいて、前記移動局１０の位置の算出を行なう。このようにすれば、前記作業者に保持されるなどして作業者とともに移動する移動局１０の位置を算出することにより、前記作業者の位置を算出することができる。
また、前述の実施例の作業訓練システム８によれば、前記複数の基地局１２において前記移動局１０からの電波を受信する際の受信結果は、電波の受信時刻であることを特徴とする。このようにすれば、前記複数の基地局１２における移動局１０から送信された電波の受信時刻と、前記複数の基地局１２の位置とに基づいて移動局１０の位置の算出を行なうことができる。
また、前述の実施例の作業訓練システム８によれば、前記所定の作業における前記作業者による作業軌跡が繰り返し複数回抽出される場合に、前記乖離度に基づいて、前記作業軌跡８４が改善されたか、すなわち前記規範作業軌跡８８に近づいたかを定量的に算出する作業改善度算出部７２を有することを特徴とする。このようにすれば、前記所定の作業における前記作業者による作業の実施が繰り返し行なわれる場合に、学習の効果を定量的な指標により検出できる。
続いて、本発明の別の実施例について説明する。なお実施例相互に共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
本実施例においては、移動局１０は、前述の実施例の構成に加えて、入力装置２５を有する。この入力装置２５は例えば押しボタン型のスイッチであり、この入力装置２５は、移動局１０とともに移動する作業者によって操作されるものであって、具体的には前記所定の作業が開始される直前および前記所定の作業が終了された直後に前記作業者によって操作される。すなわち、入力装置２５からの信号は、前記所定の作業の実行状態と非実行状態とが切り替わることを表わすものである。
また、前記移動局無線部２２は、前述の実施例における作動に加えて、前記入力装置２５が操作されると、前記入力装置２５が操作された旨の信号を無線により送信する。この信号は前記複数の基地局１２によって受信され、通信ケーブル２０を介してサーバ１４の通知部６４に伝達される。
サーバ１４の通知部６４は、前記入力装置２５が操作された旨の信号が伝達されると、前記作業軌跡抽出部６０に対し、前記所定の作業の実行状態と非実行状態とが切り替わった旨を伝達する。すなわち、前記所定の作業が開始されたこと、および終了されたことを伝達する。このように、前記入力装置２５を含む移動局１０、前記基地局１２、および前記サーバの通知部６４により通知手段は構成される。
また、サーバ１４の移動軌跡抽出部６０は、前述の実施例における作動に代えて、前記通知部６４から前記所定の作業の実行状態と非実行状態とが切り替わった旨が伝達されたことに基づいて、前記所定の作業の実行の実行状態である場合、すなわち前記所定の作業が非実行状態から実行状態に切り替わった時点から、実行状態から非実行状態に切り替わる時点までにおける前記移動履歴記録部５８により記録された前記作業者の移動履歴を前記作業軌跡として抽出する。すなわち、本実施例においては、作業軌跡抽出部６０は、領域情報データベースに記録された作業開始判定領域１６Ｓ、および作業終了判定領域１６Ｆの位置および大きさに関する情報を必要としない。
前述の実施例の作業訓練システム８によれば、作業者により操作される入力装置２５が操作された旨の信号に基づいて作業の開始および作業の終了を前記作業訓練システム８に通知する通知手段、すなわち、入力装置２５を有する移動局１０、移動局１０から送信される入力装置２５が操作された旨の信号を受信しサーバ１４に伝達する基地局１２、および基地局１２からの伝達を受ける通知部６４を含むサーバ１４を有し、前記作業軌跡抽出部６０は、該通知部６４により作業の開始が通知されたことにおよび作業の終了が通知されたことに基づいて前記作業軌跡を抽出するので、前記移動履歴から作業における作業軌跡が抽出され、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡８４と前記規範移動履歴８８とを比較して評価することができる。
本実施例は、作業訓練システム８が対象とする所定の作業が複数の工程からなる場合の、作業訓練システム８の作動に関するものである。前記所定の作業が、第１工程、第２工程、第３工程からなる一連の３工程によって構成される場合を例として説明する。前記所定の作業においては、作業者は、前記第１工程、第２工程、及び第３工程を一連の作業として連続して実行することで、前記所定の作業を完了させる。
図１５は、本実施例における作業訓練システム８の一実施態様を説明する図である。図１５に示す様に、作業が行なわれる領域には、前記第１工程が行なわれる領域である第１工程領域１７、前記第２工程が行なわれる領域である第２工程領域１８、および、前記第３工程が行なわれる領域である第３工程領域が設定される。また、これらの第１工程領域１７、第２工程領域１８、および、第３工程領域１９のそれぞれに対し、各工程領域に対応する工程の開始前に作業者が位置し、各工程領域のそれぞれに進入することにより工程が開始されたことを判断するための領域である第１工程開始判定領域１７Ｓ、第２工程開始判定領域１８Ｓ、および、第３工程開始判定領域１９Ｓが設定され、また、第１工程領域１７、第２工程領域１８、および、第３工程領域１９のそれぞれに対し、各工程領域に対応する工程の終了後に作業者が位置し、各工程領域から進入することにより前記所定の作業が終了されたことを判断するための領域である第１工程終了判定領域１７Ｆ、第２工程終了判定領域１８Ｆ、および、第３工程終了判定領域１９Ｆが設定される。そして、作業者は、前記第１工程開始判定領域１７Ｓ、前記第１工程領域１７、前記第１工程終了判定領域１７Ｆ、前記第２工程開始判定領域１８Ｓ、前記第２工程領域１８、前記第２工程終了判定領域１８Ｆ、前記第３工程開始判定領域１９Ｓ、前記第３工程領域１９、前記第３工程終了判定領域１９Ｆ、を順次移動することにより、前記第１工程、第２工程、および第３工程を一連の作業として連続して実行することで、前記所定の作業を完了させる。
測位部５６は、前述の実施例と同様に、４つの基地局１２において検出された移動局１０からの電波の受信時刻の時間差に基づいて移動局１０の位置を作業者の位置として算出する。ここで、これらの基地局１２や移動局１０の座標は、例えば図１に示す様に定義された座標系により表わされる。
移動履歴記録部５８は、前述の実施例と同様に、測位部５６によって算出された作業者の位置についての情報をその算出時刻についての情報とともに記録することにより、作業者の移動履歴として記録する。
領域データベース部６２は、前記第１工程開始判定領域１７Ｓ、前記第１工程領域１７、前記第１工程終了判定領域１７Ｆ、前記第２工程開始判定領域１８Ｓ、前記第２工程領域１８、前記第２工程終了判定領域１８Ｆ、前記第３工程開始判定領域１９Ｓ、前記第３工程領域１９、前記第３工程終了判定領域１９Ｆ、のそれぞれの位置および大きさについての情報を記憶する。これらの情報は、予め計測され操作者によって入力されるなどして記憶される。
また、作業軌跡抽出部６０は、前記移動履歴記録部５８によって記録された作業者の移動履歴から、前記所定の作業に伴う移動の軌跡である作業軌跡を抽出する。具体的には、作業軌跡抽出部６０は、前記移動履歴のうち、前記所定の作業を構成する各工程の開始時点の位置から前記所定の作業の終了時点の位置までの移動履歴を前記各工程の作業軌跡８４として抽出する。
ここで、作業軌跡抽出部６０は、前記領域データベース部６２に記憶された前記第１工程開始判定領域１７Ｓ、前記第１工程領域１７、前記第１工程終了判定領域１７Ｆ、のそれぞれの位置および大きさについての情報に基づいて、前記測位部５６によって算出された作業者の位置が前記第１工程開始判定領域１７Ｓから前記第１工程領域１７に進入したか否かを判断し、前記作業者の位置が、前記第１工程開始判定領域１７Ｓから前記第１工程領域１７に進入したと判断された場合に前記所定の作業が開始されたと判断する。また、前記作業者の位置が前記第１工程領域１７から前記第１工程終了判定領域１７Ｆに進入したか否かを判断し、前記作業者の位置が、前記第１工程領域１７から前記第１工程終了判定領域１７Ｆに進入したと判断された場合に前記所定の作業が終了されたと判断する。そして、これらの判断に基づいて、前記作業履歴から前記第１工程の作業軌跡の抽出を行なう。また、作業軌跡抽出部６０は、前記第２工程、および前記第３工程についても同様にして、前記第２工程の作業軌跡、および前記第３工程の作業軌跡の抽出を行なう。
また、作業軌跡抽出部６０は、抽出した前記所定の作業を構成する各工程の作業軌跡のうち、規範となる作業軌跡である規範作業軌跡である場合には、前述の実施例と同様に、その規範作業軌跡についての情報を規範作業軌跡記憶部６６に記憶する。前述のように、規範作業軌跡は、例えば予め規範作業者であると規定された作業者により前記所定の作業が実施された際の各工程ごとの作業軌跡であり、例えば作業軌跡を抽出する際に規範作業者のものであるものとサーバ１４の入力装置５３などによって入力されることによって識別される。
ここで前述のように、本実施例においては前記所定の作業は前記第１工程乃至第３工程が一連の工程として実行されるので、前記作業軌跡抽出部６０は、前記作業者が前記所定の作業を実施した際の移動履歴から、前記所定の作業を構成する各工程の作業軌跡を抽出する。すなわち、前記作業者により前記所定の作業が実行されると、前記作業軌跡抽出部６０は、前記第１工程乃至第３工程の各工程の作業軌跡をそれぞれ算出する。一方、前記作業軌跡抽出部６０はまた、前記規範作業者により前記所定の作業が実行され、その作業軌跡が抽出される場合において、前記所定の作業を構成する各工程ごとに、各工程の作業軌跡が規範作業軌跡であるか否かに基づいて、前記規範作業軌跡である場合には、その規範作業軌跡についての情報を前記工程ごとに前記規範作業記憶部６６に記憶する。
具体的には例えば、前記第１工程のみを得意とする熟練工により前記所定の作業が実行された際において、前記作業軌跡抽出部６０が抽出したその第１工程のみを得意とする熟練工による前記第１工程乃至第３工程のそれぞれについての作業軌跡のうち、第１工程の作業軌跡のみを前記第１工程の規範作業軌跡であるとして前記規範作業軌跡記録部６６に記憶する。また、同様に前記第２工程のみを得意とする熟練工により前記所定の作業が実行された際において、前記作業軌跡抽出部６０はその第２工程のみを得意とする熟練工による第２工程の作業軌跡のみを前記第２工程の規範作業軌跡であるとして前記規範作業軌跡記録部６６に記憶する。このようにすれば、前記所定の作業を構成する工程ごとに、工程の実行に伴う移動が効率がよいなどの規範的な作業軌跡を前記規範作業軌跡とすることができる。
作業軌跡比較部６８は、前記作業抽出部６０によって抽出された作業者の前記所定の作業についての作業軌跡と、前記作業軌跡記憶部６６に記憶された模範作業軌跡とを前記所定の作業を構成する工程ごとに比較し、前記作業者による作業軌跡と前記模範作業軌跡との乖離の程度を定量的に評価する乖離度を前記所定の作業を構成する工程ごとに算出する。この乖離度としては、前述の実施例と同様に前記乖離面積、および、前記乖離時間のすくなくとも１つが用いられる。
作業軌跡比較部６８は、このようにして前記所定の作業を構成する工程ごとに算出された乖離度についての情報や前記要改善度についての情報を、その乖離度を算出した作業についての情報、すなわち、作業者についての情報、あるいは作業の実行日時についての情報などと共に、乖離度記憶部７０に記憶させる。
作業改善度算出部７２は、前記作業者による前記所定の作業が繰り返し行なわれる場合において、同一の作業者により前記所定の作業が以前に行なわれた際に前記作業軌跡比較部６８により算出され前記乖離度記憶部７０に記憶された前記乖離度や前記要改善度についての情報を前記所定の作業を構成する工程ごとに読み出すとともに、読み出された前記乖離度や前記要改善度と、直前に前記作業者により前記所定の作業が行なわれ前記作業軌跡比較部６８により算出された前記乖離度や前記要改善度とを前記所定の作業を構成する工程ごとに比較し、その差を改善度として算出する。
表示制御部７４は、前述の実施例と同様に、前記作業軌跡抽出部６０によって抽出された前記作業者による前記所定の作業の作業軌跡８４についての情報を、サーバ１４の表示装置５４などの表示装置に、例えば作業軌跡８４と、前記模範作業軌跡８８とを対比可能に表示させるなどにより表示させる。また、表示制御部７４は、前記作業軌跡比較部によって算出された前記乖離度、すなわち、前記乖離面積、前記乖離時間についての情報、また、これら乖離度に基づいて算出される前記要改善度についての情報を前記所定の作業を構成する工程ごとに表示させる。
表示制御部７４は、前述の作動に加え、次の様な作動を行なうことができる。すなわち、前記所定の作業を構成する工程のそれぞれについて、前記作業軌跡比較部６８により前記所定の作業を構成する工程ごとに算出された乖離度が予め定められた判定値を上回る場合、具体的には、前記乖離面積が予め定められた乖離面積判定値を上回るか、および前記乖離時間が予め定められた乖離時間判定値を上回るか、の少なくとも一方が満たされる場合には、その工程を特定して、前記乖離度が予め定められた判定値を上回ることを表示する。具体的には、前述の図１４のフローチャートが前記所定の作業を構成する工程のそれぞれについて実行され、そのステップＳＤ５において要改善フラグがオンとされた工程が、特定され、その工程について前記乖離度が予め定められた判定値を上回ることが表示される。
図１６は、この表示制御部７４によって例えば前記サーバ１４の表示装置５４などに表示される内容の一例を説明する図である。図１６の表示例９６Ｃは、前記所定の作業を構成する第１工程乃至第３工程のうち、第２工程および第３工程について、それぞれ算出された乖離度が予め定められた判定値を上回り、要改善フラグがオンとされる場合に、第２工程に対応する第２工程領域、および第３工程に対応する第３工程領域に対応する表示領域を、前記要改善フラグがオンとされていない第１工程に対応する第１工程領域に対応する表示領域とは例えば輝度や色を代えて表示するものである。
前述の実施例の作業訓練システム８によれば、前記所定の作業は前記第１工程乃至第３工程の複数の工程からなり、前記作業軌跡抽出部６０は、該複数の工程のそれぞれにおける作業軌跡８４を抽出するものであり、前記作業軌跡比較部６８は、前記複数種類の工程のそれぞれにおける前記作業者による作業軌跡と、前記複数種類の工程のそれぞれについて個別に設定された規範作業軌跡とを比較し、該複数の工程のそれぞれについて、前記作業者による作業軌跡と前記規範作業軌跡との乖離度が予め該複数種類の工程ごとに設定された判定値よりも大きいか否かの判断を行なうので、前記所定の作業を構成する各工程ごとに作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
また、前述の実施例の作業訓練システム８によれば、前記表示制御部７４は、前記複数種類の工程のそれぞれのうち、前記作業軌跡比較部６８により前記作業者の作業軌跡と前記規範作業軌跡との乖離度が予め設定された判定値よりも大きいと判断された工程を特定して前記サーバ１４の表示装置５４などに表示するので、前記所定の作業を構成する各工程ごとに作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
本実施例は、サーバ１４の作業軌跡抽出部６０における規範作業軌跡の生成作動に関するものである。前述の実施例においては、予め規範作業者とされた作業者による前記所定の作業における作業軌跡を前記規範作業軌跡として抽出し、前記規範作業軌跡記憶部６６に記憶した。すなわち、前記規範作業軌跡は、前記規範作業者による前記所定の作業の１回の実行に基づいて生成された。一方、本実施例においては、前記規範作業軌跡は、前記規範作業者による前記所定の作業の複数回の実行により得られる作業軌跡に基づいて生成される。
すなわち、作業軌跡抽出部６０は、例えば予め規範作業者であると規定された作業者により前記所定の作業が実施された際の作業軌跡を、予め定められた所定回数（Ｎ回）の実行分だけ記憶し、その平均を算出することにより、前記規範作業軌跡とする。前述のように、前記作業軌跡は、例えば前記所定の作業の開始時点から所定の周期ごとに前記測位部５６によって算出される前記規範作業者の位置を直線で結んだものであるので、作業軌跡抽出部６０が算出する作業軌跡の平均は、例えば、前記所定の作業の開始時点から所定の周期ごとに算出される前記規範作業者の位置を、その位置が算出されるごとの前記作業者の位置の平均を算出し、その位置の平均を直線で結んだものとして算出される。より具体的には、作業開始時点の作業者の位置の前記所定回数分の平均位置を前記規範作業軌跡の始点とするとともに、測位部５６によって作業者の位置が１秒ごとに算出される場合、作業開始から１秒経過後の作業者の位置の前記所定回数分の平均位置、作業開始から２秒経過後の作業者の位置の前記所定回数分の平均位置、・・・、のように前記所定の周期ごとに算出される前記規範作業者の位置の平均を前記所定回数の作業軌跡について算出し、その位置の平均を直線で結んだものとして算出される。
図１７は、本実施例における作業軌跡抽出部６０における前記規範作業軌跡の生成における制御作動の一例を説明するフローチャートであって、例えば前述の図１１に示した作業訓練システム６の制御作動を表わすフローチャートのステップ２において実行される。
まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＥ１においては、規範作業軌跡を生成する作業の順番を表わす変数ｉが０とされる。
ＳＥ２においては、前記規範作業者により前記ｉ番目の所定の作業が１回実行され、その作業軌跡が抽出される。具体的には例えば、前記図１２に示した作業軌跡抽出ルーチンが実行される。このとき、この作業軌跡抽出ルーチンにおいては、前記所定の作業の実行者が前記規範作業者であるとしてＳＢ７の判断が肯定され、ＳＢ８が実行されるが、前述の実施例におけるＳＢ８の作動、すなわち、ＳＢ３乃至ＳＢ６により抽出された作業軌跡が前記規範作業軌跡とされるものとは異なり、本実施例においては、ＳＢ３乃至ＳＢ６により抽出された前記規範作業者による前記所定の作業の作業軌跡の１回分であるとして前記規範移動軌跡記憶部６６などに記憶される。
図１７に戻って、ＳＥ３においては、ｉ番目の作業が終了したとして、規範作業軌跡を生成する作業の順番を表わす変数ｉが１だけ増やされる。
ＳＥ４においては、前記予め定められた所定の回数分だけ、ＳＥ２が実行されたか、すなわち、前記規範作業者による前記所定の作業の作業軌跡が記憶されたかが、前記作業の順番を表わす変数ｉが予め定められた所定回数であるＮとなったか否かに基づいて判断される。そして、前記予め定められた所定の回数分だけＳＥ２が実行された場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＥ５が実行される。一方、前記予め定められた所定の回数分だけＳＥ２が実行されていない場合には、本ステップの判断が否定され、再度ＳＥ２が実行される。なお、前記所定回数とは、前記規範作業者による前記所定の作業の作業軌跡を平均することにより前記規範移動軌跡を生成するために必要な、前記規範作業者による前記所定の作業の作業軌跡の数であり、例えば１０回のように、予め設定される値である。
本実施例の作業訓練システム８によれば、前記規範作業軌跡は、前記作業軌跡抽出部６０によって前記所定の複数回数抽出される、前記所定の作業における予め規定された規範作業者による作業軌跡の平均であるので、例えばいわゆる熟練工などが前記規範作業者とされ、その規範作業者による前記作業の作業軌跡の平均が前記規範作業軌跡とされる場合などにおいて、前記熟練者の作業軌跡におけるぶれを低減することができ、移動を伴う作業について、作業者の該作業における作業軌跡と前記規範移動履歴とを比較して評価することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例においては、測位部５６は、移動局１０が送信する電波を複数の基地局１２によって受信し、その複数の基地局１２における受信結果としての受信時刻に基づいて移動局１０の位置の算出を行なったが、かかる態様に限られず、例えば移動局１０が所定の出力により送信する電波を複数の基地局１２で受信し、その受信強度を受信結果として検出し、検出された電波の受信強度および、予め記憶された電波の受信強度と電波の伝搬距離との関係に基づいて、移動局１０と前記複数の基地局１２のそれぞれとの距離を算出し、移動局１０の位置の算出を行なってもよい。
また、前述の実施例においては、測位のための電波は移動局１０から送信され複数の基地局１２によって受信され、測位部５６はその複数の基地局１２におけるそれぞれの受信結果に基づいて移動局１０の位置の算出を行なったが、このような態様に限られない。例えば前記複数の基地局１２のそれぞれから移動局１０に対して送信される測位のための電波を、前記移動局１０がそれぞれ受信して受信結果を算出し、その受信結果に基づいて測位部５６が移動局１０の位置の算出を行なうこともできる。
また、多数の基地局１２を例えば格子状に配置しておき、移動局１０から送信される電波を前記多数の基地局１２により受信してその受信強度を測定し、測位部５６は、移動局１０からの電波を最も受信強度が強く受信した基地局１２の位置を移動局１０の位置とするいわゆるゾーン検知と呼ばれる手法によって移動局１０の位置を測定することもできる。この場合、前記格子状に配置される基地局１２は、移動局１０の位置の算出を行なう際に必要とされる測位精度に基づいてその配置間隔が決定される。この場合、移動局１０から基地局１２に向けて送信されるのは電波に限られず、例えば赤外線による信号波であってもよい。
また、前述の実施例においては、サーバ１４と基地局１２とは通信ケーブル２０によって情報通信可能に接続されたが、この通信は有線通信に限らず、無線通信であってもよい。
また、前述の実施例においては、前記作業軌跡抽出部６０は、前記作業者が作業開始判定領域１６Ｓから前記作業領域１６へ、また、前記作業領域１６から作業終了判定領域１６Ｆへそれぞれ進入することに基づいて、あるいは、前記入力装置２５が前記作業者によって操作され、その操作を通知部６４によって検出することに基づいて、前記所定の作業の開始および終了を検出し、前記移動記録から作業軌跡を抽出したが、このような態様に限られない。例えば、前記移動局１０により送信される移動局１０の位置の算出のための電波の送信を制御する制御装置を移動局１０が有し、前記作業者により、前記所定の作業の開始時に電波の送信を開始し、前記所定の作業の終了時に電波の送信を終了するようにその制御装置が操作されることにより、前記移動履歴記録部に記録された移動履歴は前記作業軌跡となる。
また、前記表示制御部７４は、前述の実施例においては、例えば図９の表示９６Ａに示す様に、一点鎖線で表される前記作業者による前記所定の作業の作業軌跡と、実線で表される模範作業軌跡とが前記作業領域に対応する共通の表示領域１６において重ねて表示されたが、かかる表示態様に限られない。例えば、表示領域を分割し、一方に前記模範作業軌跡に対応する表示を行い、他方に前記作業者による前記所定の作業の作業軌跡を表示するなどしてもよい。すなわち、前記模範作業軌跡と前記作業者による前記所定の作業の作業軌跡とが対比可能に表示されればよい。
また、前述の実施例においては、前記表示制御部７４は、前述の図１０の表示９６Ｂに示すように、前記乖離面積、乖離時間、要改善度、改善度についての表示したが、これら全ての情報を表示する必要はなく、例えば、適宜選択される種類の情報のみが表示されてもよい。
また、前述の実施例においては、前記作業軌跡抽出部６０は、前述の図１２のフローチャートに示したように、測位部５６による作業者の位置の算出および移動履歴記録部５８による移動履歴の生成と並行して前記作業軌跡の抽出作動を行なうものとされたが、このような実施態様に限られず、例えば、前記移動履歴記録部５８により作業者が作業の実行するのに十分な時間だけ前記移動履歴を生成し、移動履歴の生成後に、生成された移動履歴から作業軌跡を抽出するようにしてもよい。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
本発明の作業訓練システムの一実施例を説明する図である。 図１の作業訓練システムにおける移動局の機能と構成を説明するブロック図である。 図１の作業訓練システムにおける基地局の機能と構成を説明するブロック図である。 図１の作業訓練システムにおけるサーバの構成を説明するブロック図である。 図４のサーバの電子制御装置の有する機能を説明する機能ブロック図である。 図５の測位部による移動局の測位作動を説明する図である。 図５の作業軌跡抽出部による作業軌跡の抽出を説明する図である。 図５の作業軌跡比較部による作業軌跡と規範作業軌跡との比較を説明する図である。 図５の表示制御部によって行なわれる表示の一例を説明する図である。 図５の表示制御部によって行なわれる表示の別の例を説明する図である。 本実施例の作業訓練システムの制御作動の一例を説明するフローチャートである。 図１１のフローチャートにおいて実行される作業軌跡抽出ルーチンを説明するフローチャートである。 図１２のフローチャートにおいて実行される測位ルーチンを説明するフローチャートである。 図１１のフローチャートにおいて実行される作業比較ルーチンを説明するフローチャートである。 本発明の前記作業訓練システムの別の実施例を説明する図であって、所定の作業が複数の工程からなる場合に対応する図である。 図１５の作業訓練システムの表示制御部によって行なわれる表示の例を説明する図である。 図１５の作業訓練システムの作業軌跡抽出部による規範作業軌跡の抽出における制御作動の概要を説明するフローチャートである。
符号の説明
８：作業訓練システム
１６：作業領域
１６Ｓ：作業開始判定領域
１６Ｆ：作業終了判定領域
５６：測位部（位置検出部）
５８：移動履歴記録部
６０：作業軌跡抽出部
６２：領域データベース部
６４：通知部（通知手段）
６８：作業軌跡比較部
７４：表示制御部
８４：作業軌跡
８８：規範作業軌跡

Claims (10)

  1. 移動を伴う所定の作業について、該所定の作業における規範作業軌跡と該所定の作業における実際の作業者の作業軌跡とに基づいて、前記作業者による該所定の作業を評価するための作業訓練システムであって、
    前記作業者の位置を算出する位置検出部と、
    前記位置検出部によって測位された前記作業者の位置の履歴を前記作業者の移動履歴として記録する移動履歴記録部と、
    該移動履歴記録部によって記録された前記作業者の移動履歴のうち、前記所定の作業の開始から該所定の作業の終了までの移動を該所定の作業の作業軌跡として抽出する作業軌跡抽出部と、
    前記作業軌跡抽出部によって抽出された前記作業者による前記所定の作業における作業軌跡と、該所定の作業における前記規範作業軌跡とを表示装置に対比可能に表示する表示制御部と、
    を有することを特徴とする作業訓練システム。
  2. 前記所定の作業が行なわれる作業領域を定義する情報と、該所定の作業の開始前に前記作業者が位置し、該作業領域に進入することにより作業が開始されたことを判断するための作業開始判定領域の位置と、該所定の作業の終了後に作業者が位置し、前記作業領域から進入することにより前記所定の作業が終了されたことを判断するための作業終了判定領域の位置とをそれぞれ定義する情報とを、作業の種類ごとに記憶する領域データベース部を有し、
    前記作業軌跡抽出部は、前記移動履歴記録部に記録された作業者の位置が、前記作業開始判定領域から前記作業領域に移動したことに基づいて前記所定の作業が開始されたと判定し、前記作業領域から前記作業終了領域に移動したことに基づいて前記所定の作業が終了されたと判定して前記作業軌跡を抽出すること
    を有することを特徴とする請求項１に記載の作業訓練システム。
  3. 前記作業者により操作される入力装置からの信号に基づいて前記所定の作業の開始および終了を前記作業訓練システムに通知する通知手段を有し、
    前記作業軌跡抽出部は、該通知手段により作業の開始が通知されたことおよび作業の終了が通知されたことに基づいて前記作業軌跡を抽出すること
    を特徴とする請求項１に記載の作業訓練システム。
  4. 前記規範作業軌跡は、前記作業軌跡抽出部によって複数回抽出される、前記所定の作業における予め規定された規範作業者による作業軌跡の平均であること
    を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の作業訓練システム。
  5. 前記作業軌跡抽出部によって抽出された前記所定の作業における前記作業者による作業軌跡と、前記規範作業軌跡との乖離度を算出し、該乖離度が予め設定された判定値よりも大きい場合には該作業は改善すべきであると判断する作業軌跡比較部を有し、
    前記表示制御部は、前記作業軌跡比較部によって算出された前記乖離度に関する情報を前記表示装置に表示すること
    を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の作業訓練システム。
  6. 該作業軌跡比較部によって算出される乖離度は、前記作業者の作業軌跡の始点および前記規範作業軌跡の始点とを結ぶ線分、前記作業者の作業軌跡と前記規範作業軌跡、および、前記作業者の作業軌跡の終点および前記規範作業軌跡の終点とを結ぶ線分によって形成される領域の面積であること
    を特徴とする請求項５に記載の作業訓練システム。
  7. 該作業軌跡比較部によって算出される乖離度は、前記作業者者が作業軌跡の始点から終点までに要した時間と、前記模範作業軌跡の始点から終点までに要する時間との差であること
    を特徴とする請求項５に記載の作業訓練システム。
  8. 前記表示制御部は、前記所定の作業における前記作業者による作業軌跡と前記規範作業軌跡とを共通の表示領域内に重ねて表示すること
    を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の作業訓練システム。
  9. 前記作業は複数種類の工程からなり、
    前記作業軌跡抽出部は、該複数種類の工程のそれぞれにおける前記作業者による作業軌跡を抽出するものであり、
    前記作業軌跡比較部は、前記複数種類の工程のそれぞれにおける前記作業者による作業軌跡と、前記複数種類の工程のそれぞれについて個別に設定された規範作業軌跡とを比較し、該複数種類の工程のそれぞれについて、前記作業者による作業軌跡と前記規範作業軌跡との乖離度が予め該複数種類の工程ごとに設定された判定値よりも大きいか否かの判断を行なうこと
    を特徴とする請求項５または６に記載の作業訓練システム。
  10. 前記表示制御部は、前記複数種類の工程のそれぞれのうち、前記作業軌跡比較部により前記作業者の作業軌跡と前記規範作業軌跡との乖離度が予め設定された判定値よりも大きいと判断された工程を特定して表示すること
    を特徴とする請求項８に記載の作業訓練システム。
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