JP7061272B2 - 動作分析装置、動作分析方法、動作分析プログラム及び動作分析システム - Google Patents
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Description
まず、図1を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。本実施形態に係る動作分析システム100は、ある作業領域Rにおいて実行される作業者の動作を示す動画を撮影する第1撮影部20a、第2撮影部20b及び第3撮影部20cを備える。本例の作業領域Rは、製造ライン全体を含む領域であるが、作業領域Rは、任意の領域であってよく、例えば所定の工程が行われる領域であったり、所定の要素動作が行われる領域であったりしてよい。ここで、要素動作とは、作業者により実行される一単位の動作であり、例えば、部品のピッキング、部品の配置、部品の固定、製品の梱包といった動作を含む。本実施形態では、作業領域Rにおいて3つの工程が行われ、第1撮影部20a、第2撮影部20b及び第3撮影部20cは、それぞれ所定の工程を実行する作業者の手元の動画を撮影するものであってよい。
[機能構成]
次に、図2を用いて、本実施形態に係る動作分析システム100の機能構成の一例を説明する。動作分析システム100は、第1撮影部20a、第2撮影部20b、第3撮影部20c及び動作分析装置10を備える。そして、動作分析装置10は、取得部11、解析部12、記憶部13、対応部14、計測部15、付与部16及び表示部10fを備える。
第1撮影部20a、第2撮影部20b及び第3撮影部20cは、それぞれ汎用のカメラによって構成されてよく、作業領域Rにおいて第1作業者A1及び第2作業者A2が動作を実行している場面を含む動画を撮影してよい。第1撮影部20a、第2撮影部20b及び第3撮影部20cは、それぞれ作業領域Rの一部を撮影してよく、作業領域Rよりも狭い領域の動画を撮影してよい。具体的には、第1作業者A1及び第2作業者A2により実行される動作をクローズアップした動画を撮影してよい。第1撮影部20a、第2撮影部20b及び第3撮影部20cは、例えば、第1作業者A1及び第2作業者A2の手元をクローズアップした動画を撮影してよい。
取得部11は、作業者Aが行った動作を示す時系列情報を取得する。ここで、時系列情報は、作業者Aの動作を示す動画であってよい。もっとも、時系列情報は、モーションキャプチャにより測定された作業者Aの動作を示す座標値に関する情報であったり、加速度センサやジャイロセンサを作業者Aに装着させることで測定される作業者Aの動作を示す情報であったりしてもよい。取得部11により取得された時系列情報(本例では動画)は、記憶部13に伝送され、動画履歴13aとして記憶される。
解析部12は、作業者Aの動作を示す動画を解析し、作業者Aの動作を示す座標値を含む動作情報を算出する。動作情報は、時系列情報の一例である。動作情報は、作業者Aの身体の代表的な位置の変位を示す情報であってよい。作業者の身体の代表的な位置は、身体の1つの位置であってもよいが、典型的には複数あってよい。動作情報は、作業者Aの関節の位置を骨格モデルによって示す情報であってよい。解析部12は、例えば、Zhe Cao、外3名、"Realtime Multi-Person 2D Pose Estimation using Part Affinity Fields", arXiv:1611.08050, 2016により開示された技術を用いて、動画から作業者Aの動作を示す座標値を含む動作情報を算出してよい。なお、加速度センサやジャイロセンサを作業者Aに装着させて作業者Aの動作を示す情報を測定する場合、解析部12によって動画から作業者Aの動作を示す座標値を含む動作情報を算出する処理は不要となる。
記憶部13は、動画履歴13a、動作情報履歴13b及び基準動作情報13cを記憶する。動画履歴13aは、第1撮影部20a、第2撮影部20b及び第3撮影部20cにより撮影された動画の履歴を含む。動作情報履歴13bは、解析部12により算出された動作情報の履歴を含む。ここで、動作情報履歴13bは、作業者のタイプ毎に記憶されてもよい。作業者のタイプとは、作業者の特徴を表す分類であり、例えば、作業に関する熟練者と初心者であったり、右利きと左利きであったり、男性と女性であったり、体格に関して大柄と小柄であったりしてよい。基準動作情報13cは、基準となる動作を示す時系列情報を含む基準動作情報の履歴を含む。基準動作情報は、基準時系列情報の一例であり、動作の分割点を示す1又は複数の分割情報を含む。
対応部14は、動作の分割点を示す1又は複数の分割情報が付与された基準時系列情報を、時間順序を保つように時系列情報に対応付ける。本実施形態では、対応部14は、動作の分割点を示す1又は複数の分割情報が付与された基準動作情報を、時間順序を保つように、作業者Aについて取得された動作情報に対応付ける。
計測部15は、1又は複数の分割情報が付与された基準時系列情報に対応する時系列情報に基づいて、作業者Aの動作を分割点において分割して得られる複数の分割動作それぞれの動作時間を計測する。計測部15は、例えば時系列情報が動画の場合、動画のフレームレートに基づいて分割点間の時間を算出し、複数の分割動作それぞれの動作時間を計測してよい。
付与部16は、基準時系列情報に1又は複数の分割情報を付与する。付与部16は、基準時系列情報に含まれる1又は複数の特徴点を抽出して、1又は複数の特徴点に基づいて1又は複数の分割情報を付与してよい。また、付与部16は、入力に基づいて、基準時系列情報に1又は複数の分割情報を付与してもよい。
次に、図3を用いて、本実施形態に係る動作分析装置10のハードウェア構成の一例を説明する。動作分析装置10は、演算装置に相当するCPU(Central Processing Unit)10aと、記憶部13に相当するRAM(Random Access Memory)10bと、記憶部13に相当するROM(Read only Memory)10cと、通信部10dと、入力部10eと、表示部10fとを有する。これらの各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続される。なお、本例では動作分析装置10が一台のコンピュータで構成される場合について説明するが、動作分析装置10は、複数のコンピュータを用いて実現されてもよい。
図4は、本実施形態に係る動作分析装置10により実行される時系列情報と基準時系列情報の対応付けの一例を示す図である。同図では、時系列情報を示す第1グラフG1と、基準時系列情報を示す第2グラフG2と、時系列情報と基準時系列情報との対応関係を示す第3グラフG3とを図示している。
作業者が行った動作を示す時系列情報を取得する取得部(11)と、
前記動作の分割点を示す1又は複数の分割情報が付与された基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける対応部(14)と、
前記1又は複数の分割情報が付与された前記基準時系列情報に対応する前記時系列情報に基づいて、前記動作を前記分割点において分割して得られる複数の分割動作それぞれの動作時間を計測する計測部(15)と、
を備える動作分析装置(10)。
前記取得部(11)は、前記作業者が前記動作を行った場合に記録された、前記作業者の複数の部位の動作を示す複数の時系列情報を取得し、
前記対応部(14)は、前記複数の部位毎に、前記基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける、
請求項1に記載の動作分析装置(10)。
前記計測部(15)は、前記1又は複数の分割情報が付与された前記基準時系列情報に対応する前記時系列情報に基づいて算出された前記動作時間を前記複数の部位に関して平均して、前記動作時間を計測する、
請求項2に記載の動作分析装置(10)。
前記取得部(11)は、前記作業者の左右の部位の動作を示す前記複数の時系列情報を取得する、
請求項2又は3に記載の動作分析装置(10)。
前記左右の部位は、前記作業者の両手を含む、
請求項4に記載の動作分析装置(10)。
前記時系列情報は、前記作業者の複数の部位の速度又は加速度の大きさを足し合わせた値を含む、
請求項1から5のいずれか一項に記載の動作分析装置(10)。
前記基準時系列情報は、前記作業者のタイプ毎に用意され、
前記対応部(14)は、前記時系列情報が取得された作業者のタイプと同一のタイプの作業者に関する前記基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける、
請求項1から6のいずれか一項に記載の動作分析装置(10)。
前記対応部(14)は、動的時間伸縮法によって、前記基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける、
請求項1から7のいずれか一項に記載の動作分析装置(10)。
作業者が行った動作を示す時系列情報を取得することと、
前記動作の分割点を示す1又は複数の分割情報が付与された基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付けることと、
前記1又は複数の分割情報が付与された前記基準時系列情報に対応する前記時系列情報に基づいて、前記動作を前記分割点において分割して得られる複数の分割動作それぞれの動作時間を計測することと、
を含む動作分析方法。
動作分析装置(10)に備えられた演算部を、
作業者が行った動作を示す時系列情報を取得する取得部(11)、
前記動作の分割点を示す1又は複数の分割情報が付与された基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける対応部(14)、及び
前記1又は複数の分割情報が付与された前記基準時系列情報に対応する前記時系列情報に基づいて、前記動作を前記分割点において分割して得られる複数の分割動作それぞれの動作時間を計測する計測部(15)、
として機能させる動作分析プログラム。
作業者が動作を行った動画を撮影する撮影部と、
前記動画に基づいて、前記動作を示す時系列情報を出力する解析部と、
前記動作の分割点を示す1又は複数の分割情報が付与された基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける対応部(14)と、
前記1又は複数の分割情報が付与された前記基準時系列情報に対応する前記時系列情報に基づいて、前記動作を前記分割点において分割して得られる複数の分割動作それぞれの動作時間を計測する計測部(15)と、
を備える動作分析システム(100)。
Claims (14)
- 作業者が行った動作を示す時系列情報を取得する取得部と、
前記動作の分割点を示す1又は複数の分割情報が付与された基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける対応部と、
前記1又は複数の分割情報が付与された前記基準時系列情報に対応する前記時系列情報に基づいて、前記動作を前記分割点において分割して得られる複数の分割動作それぞれの動作時間を計測する計測部と、
を備える動作分析装置。 - 前記対応部は、前記基準時系列情報を、時間順序を保つように、一度に前記時系列情報に対応付けることにより、前記時系列情報に分割点を付与する、
請求項1に記載の動作分析装置。 - 前記取得部は、前記作業者が前記動作を行った場合に記録された、前記作業者の複数の部位の動作を示す複数の時系列情報を取得し、
前記対応部は、前記複数の部位毎に、前記基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける、
請求項1又は2に記載の動作分析装置。 - 前記計測部は、前記1又は複数の分割情報が付与された前記基準時系列情報に対応する前記時系列情報に基づいて算出された前記動作時間を前記複数の部位に関して平均して、前記動作時間を計測する、
請求項3に記載の動作分析装置。 - 前記取得部は、前記作業者の左右の部位の動作を示す前記複数の時系列情報を取得する、
請求項3又は4に記載の動作分析装置。 - 前記時系列情報は、前記作業者の複数の部位の速度又は加速度の大きさを足し合わせた値を含む、
請求項1から5のいずれか一項に記載の動作分析装置。 - 前記基準時系列情報は、前記作業者のタイプ毎に用意され、
前記対応部は、前記時系列情報が取得された作業者のタイプと同一のタイプの作業者に関する前記基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける、
請求項1から6のいずれか一項に記載の動作分析装置。 - 前記対応部は、動的時間伸縮法によって、前記基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける、
請求項1から7のいずれか一項に記載の動作分析装置。 - 動作分析装置が、
作業者が行った動作を示す時系列情報を取得することと、
前記動作の分割点を示す1又は複数の分割情報が付与された基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付けることと、
前記1又は複数の分割情報が付与された前記基準時系列情報に対応する前記時系列情報に基づいて、前記動作を前記分割点において分割して得られる複数の分割動作それぞれの動作時間を計測することと、
を実行する動作分析方法。 - 前記動作分析装置が、前記基準時系列情報を、時間順序を保つように、一度に前記時系列情報に対応付けることにより、前記時系列情報に分割点を付与する、
請求項9に記載の動作分析方法。 - 動作分析装置に備えられた演算部を、
作業者が行った動作を示す時系列情報を取得する取得部、
前記動作の分割点を示す1又は複数の分割情報が付与された基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける対応部、及び
前記1又は複数の分割情報が付与された前記基準時系列情報に対応する前記時系列情報に基づいて、前記動作を前記分割点において分割して得られる複数の分割動作それぞれの動作時間を計測する計測部、
として機能させる動作分析プログラム。 - 前記対応部は、前記基準時系列情報を、時間順序を保つように、一度に前記時系列情報に対応付けることにより、前記時系列情報に分割点を付与する、
請求項11に記載の動作分析プログラム。 - 作業者が動作を行った動画を撮影する撮影部と、
前記動画に基づいて、前記動作を示す時系列情報を出力する解析部と、
前記動作の分割点を示す1又は複数の分割情報が付与された基準時系列情報を、時間順序を保つように前記時系列情報に対応付ける対応部と、
前記1又は複数の分割情報が付与された前記基準時系列情報に対応する前記時系列情報に基づいて、前記動作を前記分割点において分割して得られる複数の分割動作それぞれの動作時間を計測する計測部と、
を備える動作分析システム。 - 前記対応部は、前記基準時系列情報を、時間順序を保つように、一度に前記時系列情報に対応付けることにより、前記時系列情報に分割点を付与する、
請求項13に記載の動作分析システム。
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