JP2017003433A - Work operation measuring apparatus, work operation measuring method, and work operation measuring program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a work operation measuring technique capable of estimating an operation of a non-attached region of a sensor from an operation of an attached region of the sensor and decreasing the total number of sensors to be attached.SOLUTION: A work operation measuring apparatus comprises: a six-axis sensor 15 provided on a free end of a work operation body 10; a receiving unit 21 receiving a detection signal aof a translation motion and an axial circumferential motion in three axis directions transmitted by this six-axis sensor 15; a first arithmetic unit 22 computing mass point coordinates γof the six-axis sensor 15 in a space on the basis of the detection signal a; a second arithmetic unit 23 computing center-of-curvature coordinates Qand a curvature radius rof a circular arc locus of the mass point coordinates γof the six-axis sensor 15; a registration unit 24 for a database where the mass point coordinates γof the six-axis sensor, a mass point coordinates α of a first joint, and a mass point coordinates βof a second joint 12 corresponding to the center-of-curvature coordinates Qand the curvature radius rare associated with one another; and a coordinate output unit 28 outputting the mass point coordinates βof the second joint synchronized with output of the computed mass point coordinates γof the six-axis sensor on the basis of the database.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、空間における関節の動きを追跡して作業動作を計測する技術に関する。   The present invention relates to a technique for measuring work movements by tracking joint movement in space.

プラントの建設、保守現場では、熟練ノウハウを持つ作業員の退職により世代交代が進み、技能の継承や訓練が急務となっている。
また、経験の浅い作業員が多数現場に配備されることで、作業品質の低下やヒューマンエラーの増加が懸念される。
このような、技術的に未熟な作業員を戦力として早期現場投入するためには、個々の作業員の技能レベルを正確に把握し、それに応じた訓練カリキュラムを設定することが求められる。
In the construction and maintenance sites of plants, the generation change has progressed due to the retirement of workers with skilled know-how, and the transfer of skills and training are urgently needed.
In addition, since many inexperienced workers are deployed at the site, there is a concern that work quality will deteriorate and human errors will increase.
In order to put such technically inexperienced workers in the field as early as possible, it is necessary to accurately grasp the skill level of each worker and set a training curriculum accordingly.

また、経験の浅い作業員が現場に多数配備される場合には、禁止作業や手抜き作業が発生してしまうことが懸念される。
このような場合、個々の作業員の行動を逐次モニタリングし、不適切な作業を検知した場合に注意を促すことで、未然に不適合を防止することができる。
したがって、現場作業員の動作を計測する技術は、世代交代に伴う技能継承の観点から有効である。
In addition, when a large number of inexperienced workers are deployed on the site, there is a concern that forbidden work or omission work may occur.
In such a case, non-conformity can be prevented beforehand by monitoring the actions of individual workers sequentially and calling attention when inappropriate work is detected.
Therefore, the technique for measuring the operation of field workers is effective from the viewpoint of skill succession accompanying the generational change.

モーションキャプチャと呼ばれる人間の動作を計測する技術は、身体を外部観察する技術と身体に装着させたセンサを用いて計測する技術との二つに大別される。
外部観察する技術としては、身体に取り付けたマーカを複数のカメラでステレオ視することで三次元座標を計測するものがある。
また、センサを用いる技術は、六軸センサを取り付けて各関節の変位を算出するものがある。また、それ以外に磁気センサや赤外線パターン照射を用いるものがあり、スポーツや医療、遊技機などで活用されている。
The technique for measuring human movements called motion capture is roughly divided into two types: a technique for externally observing the body and a technique for measuring using a sensor attached to the body.
As a technique for external observation, there is a technique for measuring three-dimensional coordinates by stereo-observing a marker attached to the body with a plurality of cameras.
Moreover, there exists a technique using a sensor which calculates the displacement of each joint by attaching a six-axis sensor. In addition, there are devices that use magnetic sensors and infrared pattern irradiation, and they are used in sports, medical care, game machines and the like.

動作計測技術を技能評価や訓練に適用した公知例として次のものが開示されている。
一つ目は、光学式のモーションキャプチャシステムを用いて作業者の動作を計測し、任意の作業環境を再現できる特殊な部屋で環境変化に対処する作業員の技能を評価する技術である。この技術によれば、作業者が予期していない事態に対して適切に対処するノウハウ的技能を定量的に評価することができる。
The following are disclosed as known examples in which the motion measurement technique is applied to skill evaluation and training.
The first is a technique for measuring the worker's movement using an optical motion capture system and evaluating the skill of the worker in dealing with environmental changes in a special room that can reproduce any work environment. According to this technology, it is possible to quantitatively evaluate the know-how skill to appropriately cope with the situation that the operator does not expect.

二つ目は、生産ラインでの組み立て作業訓練を支援するシステムであり、ヘッドマウントディスプレイ内に仮想的な作業空間を構築し、その中で実際に組立作業を仮想体験する技術である。
従来は大型スクリーンに作業現場の映像を表示して指導を行っていたが、このシステムによれば、磁気式三次元センサを用いて、片手あるいは両手の動作を計測し、標準的な作業軌跡と比較することで作業の正誤を判定することができる。
The second is a system that supports assembly work training on the production line, and is a technology for constructing a virtual work space in the head-mounted display and actually experiencing the assembly work in the virtual space.
Conventionally, guidance was given by displaying work site images on a large screen, but this system uses a magnetic three-dimensional sensor to measure the movement of one or both hands, By comparing, it is possible to determine the correctness of the work.

三つ目は、六軸センサを手首と腰に装着して動作を計測する技術である。
この技術によれば、歩く、座る等の行動を行った際に計測される振動パターンをあらかじめ取得しておき、実際に計測された動作が取得したパターンのどれに類似しているか判定することで行動が認識される。
The third is a technique for measuring movements by attaching a six-axis sensor to the wrist and waist.
According to this technology, it is possible to acquire in advance a vibration pattern that is measured when an action such as walking or sitting is performed, and to determine which of the acquired patterns is similar to the actually measured motion. Action is recognized.

特許第4100545号公報Japanese Patent No. 4100545 特許第5062774号公報Japanese Patent No. 5062774 特許第5284179号公報Japanese Patent No. 5284179 特許第3570163号公報Japanese Patent No. 3570163

しかしながら、従来のモーションキャプチャシステムを用い、実際の現場において作業者の動作を計測する場合、以下のような課題がある。
光学式の場合、作業者が動作する空間をカメラで取り囲む必要があるため、計測可能な領域が制限される。また、実際の作業現場をカメラで取り囲むことは、装置が大掛かりになり、適用が困難である。
また、入り組んだ作業環境や、複数の作業員で協調して行動する場合、計測対象がカメラの死角に入るため、動作の計測が不可能になる。
However, when using a conventional motion capture system and measuring an operator's operation in an actual site, there are the following problems.
In the case of the optical type, it is necessary to surround a space in which an operator operates with a camera, so that a measurable area is limited. In addition, enclosing the actual work site with a camera makes the apparatus large and difficult to apply.
In addition, when working in an intricate work environment or with a plurality of workers, the measurement target is within the blind spot of the camera, making it impossible to measure the operation.

また、六軸センサを用いる場合、上述した光学式の場合の欠点は解消されるが、作業者の関節毎にセンサを取りつけた場合、大量のセンサが装着されて多大な負荷がかかり作業の妨げになることが懸念される。   In addition, when the six-axis sensor is used, the above-described disadvantages of the optical type are solved. However, when a sensor is attached to each joint of the worker, a large amount of sensors are attached and a great load is applied to hinder the work. There is concern about becoming.

本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、センサの未装着部位の動作をセンサの装着部位の動作から推測し、装着させるセンサの総数を減らすことができる作業動作計測技術を提供することを目的とする。   The embodiment of the present invention has been made in consideration of such circumstances, and it is possible to estimate the operation of the unmounted part of the sensor from the operation of the mounted part of the sensor and reduce the total number of sensors to be mounted. The purpose is to provide technology.

実施形態に係る作業動作計測装置において、基端が第1関節に回動自在に支持され先端に第2関節が設けられている第1ロッドと一端が前記第2関節に回動自在に支持され他端が自由端である第2ロッドとからなる作業動作体の前記自由端に設けられた六軸センサと、前記六軸センサが送信する三軸方向の並進運動及び軸周運動の検出信号を受信する受信部と、前記検出信号に基づいて空間における前記六軸センサの質点座標を演算する第1演算部と、前記六軸センサの質点座標の円弧状軌跡の曲率中心点座標及び曲率半径を演算する第2演算部と、前記六軸センサの質点座標、前記第1関節の質点座標、前記曲率中心座標及び曲率半径に対応する前記第2関節の質点座標を関連付けしたデータベースの登録部と、前記六軸センサの質点座標の演算出力に同期する前記第2関節の質点座標を前記データベースに基づき出力する座標出力部と、を備えることを特徴とする。   In the work motion measuring apparatus according to the embodiment, a first rod having a proximal end rotatably supported by a first joint and a second joint provided at a distal end and one end rotatably supported by the second joint. A six-axis sensor provided at the free end of the working body comprising the second rod, the other end of which is a free end, and three-axis translational and circumferential motion detection signals transmitted by the six-axis sensor A receiving unit for receiving, a first calculation unit for calculating a mass point coordinate of the six-axis sensor in space based on the detection signal, a curvature center point coordinate and a radius of curvature of an arcuate locus of the mass point coordinate of the six-axis sensor; A second calculation unit that calculates, a registration unit of a database that associates the mass point coordinates of the six-axis sensor, the mass point coordinates of the first joint, the center of curvature coordinates, and the mass point coordinates of the second joint corresponding to the curvature radius; Mass coordinates of the six-axis sensor The mass point coordinates of the second joint for synchronizing the operation output, characterized in that it comprises a coordinate output section that outputs based on the database.

本発明の実施形態により、センサの未装着部位の動作をセンサの装着部位の動作から推測し、装着させるセンサの総数を減らすことができる作業動作計測技術が提供される。   According to the embodiment of the present invention, there is provided a work motion measurement technique that can estimate the operation of the unmounted part of the sensor from the operation of the mounted part of the sensor and reduce the total number of sensors to be mounted.

本発明の第1実施形態に係る作業動作計測装置を示すブロック図。1 is a block diagram showing a work movement measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 体型のパラメータ登録部に登録されている情報テーブル。An information table registered in the parameter registration part of the body type. (a)第1関節が固定され第2関節が回動している場合の円弧状軌跡の曲率中心点座標及び曲率半径を示す図、(b)第1関節が回動し第2関節が固定している場合の円弧状軌跡の曲率中心点座標及び曲率半径を示す図、(c)第1関節及び第2関節が共に回動している場合の円弧状軌跡の曲率中心点座標及び曲率半径を示す図。(A) The figure which shows the curvature center point coordinate and curvature radius of an arc-shaped locus | trajectory in case the 1st joint is fixed and the 2nd joint rotates, (b) The 1st joint rotates and the 2nd joint is fixed. The figure which shows the curvature center point coordinate and curvature radius of the arc-shaped locus | trajectory in the case of doing, (c) The curvature center point coordinate and curvature radius of the arc-shaped locus | trajectory when both the 1st joint and the 2nd joint are rotating FIG. 本発明の第2実施形態に係る作業動作計測方法及び作業動作計測プログラムを説明するフローチャート。The flowchart explaining the work motion measuring method and work motion measuring program which concern on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に適用される作業動作体の構成図。The block diagram of the working action body applied to 4th Embodiment of this invention.

(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示すように作業動作計測装置20は、基端が第1関節11に回動自在に支持され先端に第2関節12が設けられている第1ロッド13と一端が第2関節12に回動自在に支持され他端が自由端である第2ロッド14とからなる作業動作体10の前記自由端に設けられた六軸センサ15と、この六軸センサ15が送信する三軸方向の並進運動及び軸周運動の検出信号atを受信する受信部21と、検出信号atに基づいて空間における六軸センサ15の質点座標γtを演算する第1演算部22と、六軸センサ15の質点座標γtの円弧状軌跡の曲率中心点座標Qt及び曲率半径rtを演算する第2演算部23と、六軸センサの質点座標γt、第1関節の質点座標α、曲率中心座標Qt及び曲率半径rtに対応する第2関節の質点座標βtを関連付けしたデータベースの登録部24と、六軸センサの質点座標γtの演算出力に同期する第2関節の質点座標βtをデータベースに基づき出力する座標出力部28と、を備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the work motion measuring apparatus 20 includes a first rod 13 having a proximal end rotatably supported by a first joint 11 and a second joint 12 provided at a distal end, and one end connected to the second joint 12. A six-axis sensor 15 provided at the free end of the work operation body 10 including a second rod 14 that is rotatably supported and the other end is a free end, and a triaxial direction transmitted by the six-axis sensor 15. a receiving unit 21 that receives a detection signal a t the translation and axial circumferential motion, the first operation unit 22 for calculating a mass coordinates gamma t of six-axis sensor 15 in the space on the basis of the detection signal a t, six-axis sensor a second calculation unit 23 for calculating the mass coordinate gamma arcuate curvature center point coordinates of the trajectory of t Q t and the curvature radius r t of 15, mass coordinates gamma t of six-axis sensor, mass coordinates of the first joint alpha, curvature Associating the mass coordinate β t of the second joint corresponding to the center coordinate Q t and the radius of curvature r t And a coordinate output unit 28 for outputting the mass point coordinates β t of the second joint synchronized with the calculation output of the mass point coordinates γ t of the six-axis sensor based on the database.

作業動作体10は、例えば人体の腕部や脚部等のように、長管骨と関節からなる身体部位が例示される。この場合、第1関節11は肩関節や股関節のように特定の二軸を中心として回動する玉関節として把握される。また、第2関節12は肘関節や膝関節のように特定の一軸を中心として回動する蝶番関節として把握される。
そして、第1ロッド13は、上腕骨や大腿骨のような長管骨として把握される。また、第2ロッド14は橈骨や脛骨のような長管骨として把握される。
なお作業動作体10は、ロボットアームとして把握することもでき、この場合、第1関節11及び第2関節12のそれぞれは一軸回動又は二軸回動のいずれの機能を持たせることができる。
The work operation body 10 is exemplified by a body part composed of a long bone and a joint, such as an arm part or a leg part of a human body. In this case, the first joint 11 is grasped as a ball joint that rotates around two specific axes, such as a shoulder joint and a hip joint. The second joint 12 is grasped as a hinge joint that rotates about a specific axis, such as an elbow joint or a knee joint.
The first rod 13 is grasped as a long bone such as a humerus or a femur. Moreover, the 2nd rod 14 is grasped | ascertained as a long bone like a radius or a tibia.
The work operation body 10 can also be grasped as a robot arm. In this case, each of the first joint 11 and the second joint 12 can have either a uniaxial rotation function or a biaxial rotation function.

六軸センサ15は、加速度センサとジャイロセンサから構成され、直交三次元座標軸に沿った加速度及び軸周りの角速度を検出した検出信号atに検出時刻を付与して受信部21に送信する機能を有する。 Six-axis sensor 15 includes an acceleration sensor and a gyro sensor, an angular velocity about the acceleration and the axis along the orthogonal three-dimensional coordinate axes by applying the detection time of the detected detection signal a t function of transmitting to the receiver 21 Have.

第1演算部22は、受信部21が受信した検出信号atのうち加速度信号を二階積分し、角速度信号を一階積分し、さら座標変換することにより、空間における六軸センサ15の質点座標γtを演算する。
第1関節11及び/又は第2関節12が回動すると、六軸センサの質点座標γtは、空間に円弧状の軌跡を描く。
The first calculator 22, the acceleration signal and second order integration of the detected signal a t the receiving unit 21 receives the angular velocity signal is integrated first floor, by further coordinate transformation, mass coordinates of six-axis sensor 15 in the space γ t is calculated.
When the first joint 11 and / or the second joint 12 rotate, the mass point coordinates γ t of the six-axis sensor draw an arcuate locus in space.

第2演算部23は、この六軸センサの質点座標γtが描く円弧状軌跡の曲率中心点座標Qt及び曲率半径rtを演算する。
曲率中心点座標Qtは、時刻情報t−1における円弧状軌跡の六軸センサの質点座標γt-1からの法線と、時刻情報tにおける円弧状軌跡の六軸センサの質点座標γtからの法線と、の交点として求められる。
曲率半径rtは、二つの法線の交点から六軸センサの質点座標γtまでの距離として表される。
The second calculation unit 23 calculates the curvature center point coordinate Q t and the curvature radius r t of the arcuate locus drawn by the mass point coordinate γ t of the six-axis sensor.
Curvature center point coordinates Q t is the time information and the normal line from the material point coordinate gamma t-1 of the six-axis sensor arcuate trajectory in t-1, mass coordinates of six-axis sensor arcuate trajectory in the time information t gamma t It is calculated as the intersection of the normal from
The radius of curvature r t is expressed as the distance from the intersection of two normals to the mass point coordinate γ t of the six-axis sensor.

登録部24には、六軸センサの質点座標γt、第1関節の質点座標α、曲率中心座標Qt及び曲率半径rtに対応する第2関節12の質点座標βtを関連付けしたデータベースが登録されている。このデータベースは、標準的な筋骨格モデルに基づいて作成される
なお、第1実施形態において、空間における第1関節11の位置は固定されており、その質点座標αは定点として登録部24に予め設定登録されている。
The registration unit 24, the mass point coordinates gamma t of six-axis sensor, mass coordinate α of the first joint, database that associates the mass coordinates beta t of the second joint 12 corresponding to the center of curvature coordinates Q t and the curvature radius r t It is registered. This database is created based on a standard musculoskeletal model. In the first embodiment, the position of the first joint 11 in the space is fixed, and its mass point coordinate α is preliminarily stored in the registration unit 24 as a fixed point. Settings are registered.

パラメータ登録部25は、図2に示すように、身長、体重等、直接的に身体寸法を決定する情報に加え、年齢、性別といった身体寸法に影響を与える情報をパラメータ化してまとめたテーブルデータを登録する。
キーボード等のユーザインターフェイス26は、作業動作体10に適合するパラメータを登録部25から取得し、データベース補正部27に転送する。
このデータベース補正部27は、標準的な筋骨格モデルで設定されているデータベースの情報を、転送されたパラメータに基づき補正する。
これにより、計測対象となる作業動作体10の姿勢に忠実に対応する、各種座標γt、α、Qt、rt、βtの関連付けデータベース(補正データベース)が作成される。
As shown in FIG. 2, the parameter registration unit 25 parameterizes information that directly affects body dimensions such as height and weight, and information that affects body dimensions such as age and sex. sign up.
The user interface 26 such as a keyboard acquires parameters suitable for the work operation body 10 from the registration unit 25 and transfers them to the database correction unit 27.
The database correction unit 27 corrects the database information set in the standard musculoskeletal model based on the transferred parameters.
Thereby, an association database (correction database) of various coordinates γ t , α, Q t , r t , β t that faithfully corresponds to the posture of the work motion body 10 to be measured is created.

図2は、パラメータ登録部25に登録されている情報テーブルを示している。
図2に示すようにパラメータは、骨情報テーブル41、関節情報テーブル42、筋肉情報テーブ43から構成される。そして、これら3つのテーブルを一組として年齢、性別毎に作成されている。
骨情報テーブルに格納される情報は、骨No.、骨名称、寸法、接続する関節のNo.、接続する筋肉のNo.である。骨No.は人体を構成するすべての骨に付与されるIDである。骨No.、関節No.及び筋肉No.は、骨、関節、筋肉の接続関係を記述するために参照される番号である。
FIG. 2 shows an information table registered in the parameter registration unit 25.
As shown in FIG. 2, the parameters include a bone information table 41, a joint information table 42, and a muscle information table 43. These three tables are created as a set for each age and sex.
The information stored in the bone information table is the bone number. , Bone name, size, joint No. No. of connected muscle It is. Bone No. Is an ID given to all bones constituting the human body. Bone No. , Joint no. And muscle no. Is a number referred to for describing the connection relationship between bones, joints and muscles.

取り合い情報は、接続関節及び接続筋肉、接続骨、作用関節の項目に格納される。また、寸法には、性別、世代ごとの標準的な大きさが記述されている。
関節情報テーブル42に記述される情報は、関節No.、関節名称、形状、可動範囲、接続骨、接続筋肉である。形状は、蝶番型や玉関節型等の関節の形状に関する情報が記述されており、可動範囲情報とともに関節の曲り方向や角度を制限する情報である。
筋肉情報テーブ43に格納される情報は、筋肉No.、筋肉名称、張力、接続骨、作用関節である。
The contact information is stored in the items of connection joint and connection muscle, connection bone, and action joint. In addition, the standard size for each sex and generation is described in the dimensions.
The information described in the joint information table 42 includes the joint number. , Joint name, shape, movable range, connecting bone, connecting muscle. The shape describes information related to the shape of a joint such as a hinge type or a ball joint type, and is information that limits the bending direction and angle of the joint together with the movable range information.
The information stored in the muscle information table 43 is the muscle number. , Muscle name, tension, connecting bone, working joint.

座標出力部28は、六軸センサの質点座標γtの演算出力に同期する第2関節の質点座標βtをデータベースに基づき出力する。
つまり、演算する元となる検出信号atに付与された時刻情報tをキーとして、これら質点座標γt,βtは紐付される。
動作描画部29は、質点座標α,βt,γtに基づいて、バーチャル空間に作業動作体10の骨格モデルを再現し、この骨格モデルを動作させる。
The coordinate output unit 28 outputs the mass point coordinates β t of the second joint synchronized with the calculation output of the mass point coordinates γ t of the six-axis sensor based on the database.
That is, the detection signal a t the applied time information t as a source for calculating as a key, these mass coordinates gamma t, beta t is pegging.
The motion drawing unit 29 reproduces the skeleton model of the work motion body 10 in the virtual space based on the mass point coordinates α, β t , γ t and operates the skeleton model.

初期化部30は、第1関節の質点座標α、六軸センサの質点座標γt、曲率中心座標Qt及び曲率半径rtの関連がデータベースに登録されていないものである場合は、六軸センサ15の座標軌跡の演算過程で蓄積された誤差が許容範囲を超過したとみなし、この演算過程を初期化する。
静止系における六軸センサの質点座標γtは、その検出信号atを積分処理して得ている関係で、検出誤差が累積されていく。
このために、現実的にありえない位置関係を示す質点座標α,βt,γtの組み合わせが演算上に導き出される場合がある。
If the relationship between the mass point coordinate α of the first joint, the mass point coordinate γ t of the six-axis sensor, the curvature center coordinate Q t, and the radius of curvature r t is not registered in the database, the initialization unit 30 It is assumed that the error accumulated in the calculation process of the coordinate locus of the sensor 15 exceeds the allowable range, and this calculation process is initialized.
Mass coordinates gamma t of six-axis sensor in the stationary system is a relationship that obtained by integrating processes the detection signal a t, detection error will be cumulative.
For this reason, a combination of mass point coordinates α, β t , γ t showing a positional relationship that is impossible in practice may be derived in calculation.

初期化部30は、この誤差を許容値と比較して超過が検知された場合、受信部21における検出信号atの受信を中止し、第1演算部22における積分を初期状態にリセットする。そして六軸センサ15が初期位置にくるように、作業動作体10の姿勢を調整し、検出信号atの受信を再開する。
なお、誤差の検出は、質点座標α,βt,γtの距離と、第1ロッド13及び第2ロッド14の長さとを対比することにより行われる
これにより、動作計測を長時間実施した場合でも、真値とのズレを最小限に抑えることができる。
Initializing section 30, in this case the excess of error as compared to the allowable value is detected, discontinue the reception of the detection signal a t in the receiving unit 21 resets the integral in the first arithmetic unit 22 to the initial state. And as six-axis sensor 15 comes to the initial position, to adjust the attitude of the working operation member 10, resumes reception of the detection signal a t.
The error is detected by comparing the distances of the mass point coordinates α, β t , γ t with the lengths of the first rod 13 and the second rod 14. However, the deviation from the true value can be minimized.

(第2実施形態)
第1実施形態において座標出力部28は、データベースのみに基づいて、第2関節の質点座標βtを出力していた。第2実施形態では、図3に示すように、第1関節11及び第2関節12の動きに分類して、第2関節の質点座標βtの出力方法を変更する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the coordinate output unit 28 outputs the mass point coordinates β t of the second joint based only on the database. In the second embodiment, as shown in FIG. 3, by classifying the motion of the first joint 11 and second joint 12, changes the output method of mass coordinates beta t of the second joint.

図3(a)は、第1関節11が固定され、第2関節12が回動している場合の、円弧状軌跡の曲率中心点座標Qt及び曲率半径rtを示している。
この場合、曲率中心座標Qtが第1関節の質点座標αとは異なる位置に留まり、曲率半径rtが第2ロッド14の長さに一致して不変(rt=rt-1)である。
この条件が成立した場合、第1ロッド13を回動させる第1関節11は固定状態と判定され、座標出力部28は、曲率中心座標Qtを、第2関節の質点座標βtとして出力する。
FIG. 3A shows the curvature center point coordinate Q t and the curvature radius r t of the arcuate locus when the first joint 11 is fixed and the second joint 12 is rotating.
In this case, remains in a position different from the center of curvature coordinates Q t is the mass point coordinates α of the first joint, the radius of curvature r t is matched to the length of the second rod 14 unchanged (r t = r t-1 ) is there.
When this condition is satisfied, the first joint 11 that rotates the first rod 13 is determined to be in a fixed state, and the coordinate output unit 28 outputs the curvature center coordinate Q t as the mass point coordinate β t of the second joint. .

図3(b)は、第1関節11が回動し、第2関節12が固定している場合の、円弧状軌跡の曲率中心点座標Qt及び曲率半径rtを示している。
この場合、曲率中心座標Qtが第1関節の質点座標αと一致する位置に留まり、曲率半径rtが不変(rt=rt-1)である。
この条件が成立した場合、第1ロッド13と第2ロッド14とを回動させる第2関節12は固定状態と判定される。
そして、座標出力部28は、第1関節の質点座標αを中心とする六軸センサの質点座標γtの角変位φと同量だけ前回の第2関節の質点座標βt-1を角変位させて第2関節の質点座標βtを出力する。
FIG. 3B shows the curvature center point coordinate Q t and the curvature radius r t of the arcuate locus when the first joint 11 is rotated and the second joint 12 is fixed.
In this case, remains in the position of curvature center coordinates Q t coincides with mass coordinate α of the first joint, the radius of curvature r t is unchanged (r t = r t-1 ).
When this condition is satisfied, it is determined that the second joint 12 that rotates the first rod 13 and the second rod 14 is in a fixed state.
The coordinate output unit 28 then angularly displaces the previous mass point coordinate β t-1 of the second joint by the same amount as the angular displacement φ of the mass point coordinate γ t of the six-axis sensor centered on the mass point coordinate α of the first joint. To output the mass point coordinates β t of the second joint.

図3(c)は、第1関節及び第2関節が共に回動している場合の円弧状軌跡の曲率中心点座標Qt及び曲率半径rtを示している。
この場合、曲率中心座標Qtの移動が観測される。
この条件が成立した場合、第1関節11と第2関節12とは同時に回動状態にあると判定され、座標出力部28は、第1実施形態のようにデータベースのみに基づいて、第2関節の質点座標βtを出力する。
第2実施形態によれば、第2関節の質点座標βtの動作を、バーチャル空間において高精度で再現させることができる。
FIG. 3C shows the curvature center point coordinate Q t and the curvature radius r t of the arcuate locus when both the first joint and the second joint are rotating.
In this case, movement of the curvature center coordinate Q t is observed.
When this condition is satisfied, it is determined that the first joint 11 and the second joint 12 are simultaneously in a rotating state, and the coordinate output unit 28 determines whether the second joint is based on only the database as in the first embodiment. The mass point coordinate β t of is output.
According to the second embodiment, the motion of the mass point coordinates β t of the second joint can be reproduced with high accuracy in the virtual space.

以上説明した作業動作計測装置20は、専用のチップ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)、又はCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などの記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスやキーボードなどの入力装置と、通信I/Fとを、備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。   The work motion measuring device 20 described above includes a control device in which a processor such as a dedicated chip, an FPGA (Field Programmable Gate Array), a GPU (Graphics Processing Unit), or a CPU (Central Processing Unit) is highly integrated, and a ROM. (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory) storage devices, HDD (Hard Disk Drive) and external storage devices such as SSD (Solid State Drive), display devices such as displays, and mouse and keyboard An input device and a communication I / F are provided, and can be realized by a hardware configuration using a normal computer.

また作業動作計測装置20で実行されるプログラムは、ROM等に予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、CD−R、メモリカード、DVD、フレキシブルディスク(FD)等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供するようにしてもよい。   The program executed by the work motion measuring apparatus 20 is provided by being incorporated in advance in a ROM or the like. Alternatively, this program is stored in a computer-readable storage medium such as a CD-ROM, CD-R, memory card, DVD, or flexible disk (FD) as an installable or executable file. You may make it do.

また、この作業動作計測装置20で実行されるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしてもよい。
また、作業動作計測装置20は、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワーク又は専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。
The program executed by the work movement measuring apparatus 20 may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network.
In addition, the work motion measuring apparatus 20 can be configured by combining separate modules that perform each function of the components independently by a network or a dedicated line.

図4のフローチャートに基づいて第2実施形態に係る作業動作計測プログラムの動作及び作業動作計測方法について説明する(適宜、図1、図2及び図3参照)。
標準的な筋骨格モデルに基づいて質点座標α,βtt、曲率中心座標Qt及び曲率半径rtの関連性を示すデータベースを作成し、さらに身体特徴に応じてこのデータベースを補正するパラメータを作成し、登録する(S11)。
The operation of the work motion measurement program and the work motion measurement method according to the second embodiment will be described based on the flowchart of FIG. 4 (refer to FIGS. 1, 2 and 3 as appropriate).
Based on a standard musculoskeletal model, a database showing the relationship between the mass point coordinates α, β t , γ t , the curvature center coordinate Q t and the curvature radius r t is created, and this database is corrected according to body characteristics. A parameter is created and registered (S11).

ユーザインターフェイス26を操作して作業動作体10に適合するパラメータを取得し、データベースを補正する(S12)。空間内の定点である第1関節11の質点座標αを設定し(S13)、六軸センサ15の初期状態(t=0)の質点座標γt(初期座標γ0)を設定する(S14)。 The user interface 26 is operated to obtain parameters suitable for the work operation body 10, and the database is corrected (S12). The mass point coordinate α of the first joint 11 which is a fixed point in the space is set (S13), and the mass point coordinate γ t (initial coordinate γ 0 ) of the initial state (t = 0) of the six-axis sensor 15 is set (S14). .

作業動作体10の動作を開始するとともに、六軸センサ15から検出信号atの送信を開始し、受信部21において受信する(S15)。この検出信号atに基づいて、空間における六軸センサの質点座標γtを演算し(S16)、この質点座標γtが描く軌跡の曲率中心点座標Qt及び曲率半径rtを演算する(S17,S18)。 It starts the operation of the working operation body 10, and starts sending the detection signal a t the six-axis sensor 15, received at the receiving section 21 (S15). Based on the detection signal a t, it calculates the mass coordinate gamma t of six-axis sensor in the space (S16), and calculates the mass point coordinate gamma curvature center point coordinates of t draws the locus Q t and the curvature radius r t ( S17, S18).

ここで、曲率中心座標Qtが第1関節の質点座標αとは異なる位置に留まり(S19 No)、曲率半径rtが第2ロッド14の長さに一致して不変(rt=rt-1)である場合は(S20 Yes)、第1ロッド13を回動させる第1関節11は固定状態と判定され、曲率中心座標Qtを、第2関節の質点座標βtとして設定する(S21)。 Here, the curvature center coordinate Q t remains at a position different from the mass point coordinate α of the first joint (No in S19), and the curvature radius r t matches the length of the second rod 14 and remains unchanged (r t = rt ). -1 ) (S20 Yes), the first joint 11 that rotates the first rod 13 is determined to be in a fixed state, and the curvature center coordinate Q t is set as the mass point coordinate β t of the second joint ( S21).

そして、曲率中心座標Qtが第1関節の質点座標αと一致する位置に留まり(S19 Yes)、曲率半径rtが不変(rt=rt-1)である場合は(S22 Yes)、第1ロッド13と第2ロッド14とを回動させる第2関節12は固定状態と判定される。
そして、第1関節の質点座標αを中心とする六軸センサの質点座標γtの角変位φが演算され(S23)、この角変位φと同量だけ前回の第2関節の質点座標βt-1を角変位させて第2関節の質点座標βtを設定する(S24)。
Then, remain in a position of curvature center coordinates Q t coincides with mass coordinate α of the first joint (S19 Yes), if the radius of curvature r t is unchanged (r t = r t-1 ) (S22 Yes), The second joint 12 that rotates the first rod 13 and the second rod 14 is determined to be in a fixed state.
Then, the angular displacement φ of the mass point coordinate γ t of the six-axis sensor centered on the mass point coordinate α of the first joint is calculated (S23), and the mass point coordinate β t of the previous second joint by the same amount as this angular displacement φ. −1 is angularly displaced to set the mass point coordinate β t of the second joint (S24).

(S20 No)及び(S22 No)の場合は、第1関節11と第2関節12とは同時に回動状態にあると判定され、データベースを参照して、第2関節の質点座標βtが設定される(S25)。
次に、各種の条件判定を経て設定された第2関節の質点座標βtの積分累積誤差について検証する。質点座標α,βttの距離と、第1ロッド13及び第2ロッド14の長さとを対比して、不整合があればエラー信号を送信する(S26 No)。
In the case of (S20 No) and (S22 No), it is determined that the first joint 11 and the second joint 12 are simultaneously rotating, and the mass point coordinate β t of the second joint is set with reference to the database. (S25).
Next, the integrated cumulative error of the mass point coordinate β t of the second joint set through various condition determinations is verified. The distances of the mass point coordinates α, β t , γ t and the lengths of the first rod 13 and the second rod 14 are compared, and if there is a mismatch, an error signal is transmitted (S26 No).

この場合、六軸センサ15の位置を初期座標γ0に戻し、積分をリセットして検出信号atの演算を再開する(S14)。
積分累積誤差の検証でエラーが無ければ(S26 Yes)、時刻情報tにおける質点座標α,βt,γtに基づいて、バーチャル空間に作業動作体10の骨格モデルを再現する(S27)。上述のフローを動作計測が終了するまで繰り返すことにより、作業動作体10の動作を再現することができる(S28 No Yes END)。
なお、第1実施形態の動作は、(S19)〜(S24)までのフローを省略し、(S18)から(S25)に直接ジャンプすることで、説明される。
In this case, return the position of the six-axis sensor 15 to the initial coordinate gamma 0, resumes the operation of the detection signals a t resets the integral (S14).
If there is no error in the integration cumulative error verification (S26 Yes), the skeleton model of the work operation body 10 is reproduced in the virtual space based on the mass point coordinates α, β t , γ t in the time information t (S27). By repeating the above-described flow until the operation measurement is completed, the operation of the work operation body 10 can be reproduced (S28 No Yes END).
The operation of the first embodiment is described by skipping the flow from (S19) to (S24) and jumping directly from (S18) to (S25).

(第3実施形態)
第1実施形態及び第2実施形態では、時刻情報tにおける質点座標α,βt,γtに基づいて骨格モデルの動作をバーチャル空間に再現することを示したが、第3実施形態では、作業動作体10の三次元形態を模擬したアニメーション像31で動作を再現させる。
アニメーション像31の特定部位を第1関節の質点座標α、第2関節の質点座標βt及び六軸センサの質点座標γtに対応させ、これら質点座標α,βt,γtの軌跡に対応させてアニメーション像31をバーチャル空間内で動作させる。
これにより、アニメーション像31の観察方向を変化させることにより、その動作様態を直感的に理解することが可能になる。
(Third embodiment)
In the first embodiment and the second embodiment, it has been shown that the motion of the skeleton model is reproduced in the virtual space based on the mass point coordinates α, β t , γ t in the time information t. The motion is reproduced with an animation image 31 simulating the three-dimensional form of the motion body 10.
The specific part of the animation image 31 corresponds to the mass point coordinate α of the first joint, the mass point coordinate β t of the second joint, and the mass point coordinate γ t of the six-axis sensor, and corresponds to the locus of these mass point coordinates α, β t , γ t. The animation image 31 is operated in the virtual space.
Thereby, it becomes possible to intuitively understand the operation mode by changing the observation direction of the animation image 31.

さらに、このアニメーション像31の配置される空間の背景像32をバーチャル像の移動や観察方向に合わせて移動させる。
この空間の背景像32は、作業動作体10が行動する建屋のフロアマップから作成される。このフロアマップは、建屋構造物の寸法、階層、部屋、壁や扉等の構造物、ポンプやモータのように建屋内に固定されている設備の位置と外形の情報を含む。
これにより、プラント建屋内で業務を行う作業者の様子をアニメーションで描画することができ、監視カメラの映像では視認できない角度から作業者をモニタリングすることができる。
Further, the background image 32 of the space where the animation image 31 is arranged is moved in accordance with the movement of the virtual image and the observation direction.
The background image 32 of this space is created from the floor map of the building where the work operation body 10 acts. This floor map includes information on the size and level of the building structure, the structure, such as a room, a wall and a door, and the position and outer shape of equipment fixed in the building such as a pump and a motor.
Thereby, the state of the worker who performs business in the plant building can be drawn by animation, and the worker can be monitored from an angle that cannot be visually recognized by the video of the monitoring camera.

一つの空間内で複数の作業動作体10を互いに近接させて動作させる場合がある。この場合、一方のアニメーション像31の第2関節12が、その誤差計測に由来して、他方のアニメーション像31の一部と重なり合うか突き抜けてしまう場合がある。
このような場合をエラーとして検知した場合は、演算上の累積誤差をリセットするために初期化を実施する。
In some cases, a plurality of work operation bodies 10 are operated close to each other in one space. In this case, the second joint 12 of one animation image 31 may be overlapped or penetrated through a part of the other animation image 31 due to the error measurement.
When such a case is detected as an error, initialization is performed to reset the cumulative error in calculation.

これにより、複数の作業者の動作を描画するアニメーションを作成する際に、ある作業者の腕が他の作業者の体を突き抜けるなどの不自然な描画を回避することができる。これにより、プラント内で協調作業をする複数の作業者を同時にモニタリングすることを可能とする。また、モニタリング結果を利用して、作業計画や作業手順、作業員の配置を見直すことができる。   Thereby, when creating an animation for drawing the actions of a plurality of workers, it is possible to avoid an unnatural drawing such as the arm of a worker penetrating through the body of another worker. Thereby, it is possible to simultaneously monitor a plurality of workers performing cooperative work in the plant. In addition, it is possible to review the work plan, work procedure, and worker layout using the monitoring results.

(第4実施形態)
図5に示すように、第4実施形態に適用される作業動作体40は、複数(n個;n≧2)の単位作業動作体10nが連結して構成されている。
つまり、一つの単位作業動作体10n-1の自由端が、他の単位作業動作体10nの第1関節11nに回動自在に支持されるように構成されている。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 5, the work operation body 40 applied to the fourth embodiment is configured by connecting a plurality (n; n ≧ 2) of unit work operation bodies 10 n .
That is, the free end of one unit work operation body 10 n-1 is configured to be rotatably supported by the first joint 11 n of another unit work operation body 10 n .

第1実施形態において第1関節11の質点座標αは空間内において定点であるとした。
しかし、第4実施形態に適用される作業動作体40は、第1関節111の質点座標αを定点とするが、それ以外の第1関節11n(n≧2)の質点座標は、単位作業動作体10n-1の自由端に設けられた六軸センサ15n-1が送信する検出信号に基づいて導かれる質点座標γn-1が設定される。
In the first embodiment, the mass point coordinate α of the first joint 11 is a fixed point in the space.
However, the work motion body 40 applied to the fourth embodiment uses the mass point coordinates α of the first joint 11 1 as a fixed point, but the mass point coordinates of the other first joints 11 n (n ≧ 2) are in units. A mass point coordinate γ n-1 derived based on a detection signal transmitted by the six-axis sensor 15 n-1 provided at the free end of the work operation body 10 n -1 is set.

そして、この質点座標γnの円弧状軌跡の曲率中心点座標Qn及び曲率半径rnを演算により求め、六軸センサの質点座標γn、第1関節の質点座標γn-1、曲率中心座標Qn及び曲率半径rnに対応する第2関節の質点座標βn(n≧2)を導く。
なお第2関節の質点座標βn(n=1)は、第1実施形態(又は第2実施形態)で示した方法により導かれる。
これにより、多関節から構成される作業動作体の動作を計測することが可能となる。
Then, the mass point coordinate obtained by calculating the curvature center point coordinates Q n and the curvature radius r n of the circular trajectory of the gamma n, mass coordinates of six-axis sensor gamma n, mass coordinate gamma n-1, the center of curvature of the first joint A mass point coordinate β n (n ≧ 2) of the second joint corresponding to the coordinate Q n and the curvature radius r n is derived.
Note that the mass point coordinates β n (n = 1) of the second joint are derived by the method described in the first embodiment (or the second embodiment).
As a result, it is possible to measure the motion of the work motion body composed of multiple joints.

以上述べた少なくともひとつの実施形態の作業動作計測装置によれば、センサの未装着部位の動作をセンサの装着部位の動作から推測し、装着させるセンサの総数を減らすことが可能となる。   According to the work motion measuring apparatus of at least one embodiment described above, it is possible to estimate the operation of the unmounted part of the sensor from the operation of the mounted part of the sensor and reduce the total number of sensors to be mounted.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10,40…作業動作体、11…第1関節、12…第2関節、13…第1ロッド、14…第2ロッド、15…六軸センサ、20…作業動作計測装置、21…受信部、22…第1演算部、23…第2演算部、24…登録部、25…パラメータ登録部、26…ユーザインターフェイス、27…データベース補正部、28…座標出力部、29…動作描画部、30…初期化部、31…アニメーション像、32…背景像、40…作業動作体、41…骨情報テーブル、42…関節情報テーブル、43…筋肉情報テーブル、a…検出信号、α…第1関節の質点座標、β…第2関節の質点座標、γ…六軸センサの質点座標、Q…曲率中心点座標、r…曲率半径。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,40 ... Work motion body, 11 ... 1st joint, 12 ... 2nd joint, 13 ... 1st rod, 14 ... 2nd rod, 15 ... Six axis | shaft sensor, 20 ... Work motion measurement apparatus, 21 ... Reception part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ... 1st calculating part, 23 ... 2nd calculating part, 24 ... Registration part, 25 ... Parameter registration part, 26 ... User interface, 27 ... Database correction | amendment part, 28 ... Coordinate output part, 29 ... Motion drawing part, 30 ... Initialization unit 31 ... animation image 32 ... background image 40 ... working motion object 41 ... bone information table 42 ... joint information table 43 ... muscle information table a ... detection signal α ... mass point of the first joint Coordinates, β ... mass point coordinates of the second joint, γ ... mass point coordinates of the six-axis sensor, Q ... curvature center point coordinates, r ... curvature radius.

Claims (8)

基端が第1関節に回動自在に支持され先端に第2関節が設けられている第1ロッドと一端が前記第2関節に回動自在に支持され他端が自由端である第2ロッドとからなる作業動作体の前記自由端に設けられた六軸センサと、
前記六軸センサが送信する三軸方向の並進運動及び軸周運動の検出信号を受信する受信部と、
前記検出信号に基づいて空間における前記六軸センサの質点座標を演算する第1演算部と、
前記六軸センサの質点座標の円弧状軌跡の曲率中心点座標及び曲率半径を演算する第2演算部と、
前記六軸センサの質点座標、前記第1関節の質点座標、前記曲率中心座標及び曲率半径に対応する前記第2関節の質点座標を関連付けしたデータベースの登録部と、
前記六軸センサの質点座標の演算出力に同期する前記第2関節の質点座標を前記データベースに基づき出力する座標出力部と、を備えることを特徴とする作業動作計測装置。
A first rod having a proximal end rotatably supported by the first joint and a second joint provided at the distal end, and a second rod having one end pivotally supported by the second joint and the other end being a free end. A six-axis sensor provided at the free end of the working motion body comprising:
A receiving unit that receives detection signals of translational movement and axial movement in three axial directions transmitted by the six-axis sensor;
A first calculation unit for calculating a mass point coordinate of the six-axis sensor in space based on the detection signal;
A second calculation unit for calculating the curvature center point coordinate and the curvature radius of the arc-shaped locus of the mass point coordinates of the six-axis sensor;
A database registration unit that associates the mass point coordinates of the six-axis sensor, the mass point coordinates of the first joint, the center coordinates of curvature, and the mass point coordinates of the second joint corresponding to the radius of curvature;
And a coordinate output unit that outputs the mass point coordinates of the second joint synchronized with the calculation output of the mass point coordinates of the six-axis sensor based on the database.
請求項1に記載の作業動作計測装置において、
前記曲率中心座標が前記第1関節の質点座標とは異なる位置に留まり、前記曲率半径が前記第2ロッドの長さに一致して不変である場合、
前記第1ロッドを回動させる前記第1関節は固定状態と判定され、前記曲率中心座標を前記第2関節の質点座標として出力することを特徴とする作業動作計測装置。
In the work movement measuring device according to claim 1,
When the center of curvature coordinates remain at a position different from the mass point coordinates of the first joint, and the radius of curvature is consistent with the length of the second rod,
The work motion measuring apparatus characterized in that the first joint for rotating the first rod is determined to be in a fixed state, and the center of curvature coordinates are output as the mass point coordinates of the second joint.
請求項1に記載の作業動作計測装置において、
前記曲率中心座標が前記第1関節の質点座標と一致する位置に留まり、前記曲率半径が不変である場合、
前記第1ロッドと前記第2ロッドとを回動させる前記第2関節は固定状態と判定され、
前記第2関節の質点座標は、前記第1関節の質点座標を中心とする前記六軸センサの質点座標の角変位と同量だけ角変位して出力されることを特徴とする作業動作計測装置。
In the work movement measuring device according to claim 1,
When the curvature center coordinates remain at a position that coincides with the mass point coordinates of the first joint, and the curvature radius is unchanged,
The second joint that rotates the first rod and the second rod is determined to be fixed,
The work joint measuring device is characterized in that the mass point coordinates of the second joint are angularly displaced by the same amount as the angular displacements of the mass point coordinates of the six-axis sensor centered on the mass point coordinates of the first joint. .
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の作業動作計測装置において、
前記六軸センサの質点座標、前記第1関節の質点座標、前記曲率中心座標及び曲率半径の関連が前記データベースに登録されていないものである場合は、
前記六軸センサの座標軌跡の演算過程で蓄積された誤差が許容範囲を超過したとみなし、この演算過程を初期化する初期化部をさらに備えることを特徴とする作業動作計測装置。
In the work movement measuring device according to any one of claims 1 to 3,
When the relationship between the mass point coordinates of the six-axis sensor, the mass point coordinates of the first joint, the curvature center coordinates, and the curvature radius is not registered in the database,
The work motion measuring apparatus further comprising an initialization unit that considers that the error accumulated in the calculation process of the coordinate locus of the six-axis sensor exceeds an allowable range and initializes the calculation process.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の作業動作計測装置において、
前記動作描画部は、アニメーション像の特定部位を前記第1関節の質点座標、前記第2関節の質点座標及び前記六軸センサの質点座標に対応させてこれら質点座標の軌跡に対応させてバーチャル像を三次元的に動作させ、
同一の空間で動作している複数のバーチャル像のうち、いずれか一つのバーチャル像の前記第2関節の質点座標が、他のバーチャル像の内部に含まれたことを検知することを特徴とする作業動作計測装置。
In the work movement measuring device according to any one of claims 1 to 4,
The motion drawing unit associates a specific part of the animation image with the mass point coordinates of the first joint, the mass point coordinates of the second joint, and the mass point coordinates of the six-axis sensor so as to correspond to the locus of these mass point coordinates. In three dimensions,
It is detected that the mass point coordinates of the second joint of any one virtual image among a plurality of virtual images operating in the same space are included in another virtual image. Work movement measuring device.
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の作業動作計測装置において、
一つの作業動作体の前記自由端が、他の作業動作体の前記第1関節に回動自在に支持されるように構成され、この第1関節の質点座標は、前記自由端に設けられた前記六軸センサが送信する前記検出信号に基づいて設定されることを特徴とする作業動作計測装置。
In the work movement measuring device according to any one of claims 1 to 5,
The free end of one work motion body is configured to be rotatably supported by the first joint of another work motion body, and the mass point coordinates of the first joint are provided at the free end. The work movement measuring device, which is set based on the detection signal transmitted by the six-axis sensor.
基端が第1関節に回動自在に支持され先端に第2関節が設けられている第1ロッドと一端が前記第2関節に回動自在に支持され自由端である他端に六軸センサが設けられた第2ロッドとからなる作業動作体に作業をさせるステップと、
前記六軸センサが送信する三軸方向の並進運動及び軸周運動の検出信号を受信するステップと、
前記検出信号に基づいて空間における前記六軸センサの質点座標を演算するステップと、
前記六軸センサの質点座標の円弧状軌跡の曲率中心点座標及び曲率半径を演算するステップと、
前記六軸センサの質点座標、前記第1関節の質点座標、前記曲率中心座標及び曲率半径に対応する前記第2関節の質点座標を関連付けしたデータベースを登録するステップと、
前記六軸センサの質点座標の演算出力に同期する前記第2関節の質点座標を前記データベースに基づき出力するステップと、を含むことを特徴とする作業動作計測方法。
A first rod having a proximal end rotatably supported by the first joint and a second joint provided at the distal end, and a six-axis sensor at the other end which is a free end supported by the second joint. A step of causing a work operation body composed of a second rod provided with
Receiving a detection signal of translational movement and axial movement in three axial directions transmitted by the six-axis sensor;
Calculating mass point coordinates of the six-axis sensor in space based on the detection signal;
Calculating a curvature center point coordinate and a radius of curvature of an arc-shaped locus of mass point coordinates of the six-axis sensor;
Registering a database associating the mass point coordinates of the six-axis sensor, the mass point coordinates of the first joint, the center coordinates of curvature, and the mass point coordinates of the second joint corresponding to the curvature radius;
Outputting the mass point coordinates of the second joint synchronized with the calculation output of the mass point coordinates of the six-axis sensor based on the database.
コンピュータに、
基端が第1関節に回動自在に支持され先端に第2関節が設けられている第1ロッドと一端が前記第2関節に回動自在に支持され他端が自由端である第2ロッドとからなる作業動作体の前記自由端に設けられた六軸センサが送信する三軸方向の並進運動及び軸周運動の検出信号を受信する機能、
前記検出信号に基づいて空間における前記六軸センサの質点座標を演算する機能、
前記六軸センサの質点座標の円弧状軌跡の曲率中心点座標及び曲率半径を演算する機能、
前記六軸センサの質点座標、前記第1関節の質点座標、前記曲率中心座標及び曲率半径に対応する前記第2関節の質点座標を関連付けしたデータベースを登録する機能、
前記六軸センサの質点座標の演算出力に同期する前記第2関節の質点座標を前記データベースに基づき出力する機能、を実行させることを特徴とする作業動作計測プログラム。
On the computer,
A first rod having a proximal end rotatably supported by the first joint and a second joint provided at the distal end, and a second rod having one end pivotally supported by the second joint and the other end being a free end. A function of receiving detection signals of translational motion and axial motion in three axial directions transmitted by a six-axis sensor provided at the free end of the working motion body comprising:
A function of calculating mass point coordinates of the six-axis sensor in space based on the detection signal;
A function to calculate the curvature center point coordinates and the radius of curvature of the arc-shaped locus of the mass point coordinates of the six-axis sensor;
A function of registering a database that associates the mass point coordinates of the six-axis sensor, the mass point coordinates of the first joint, the center coordinates of curvature, and the mass point coordinates of the second joint corresponding to the radius of curvature;
A work motion measurement program for executing a function of outputting the mass point coordinates of the second joint synchronized with the calculation output of the mass point coordinates of the six-axis sensor based on the database.
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