WO2021255785A1 - 測定システム、装置、方法およびプログラム - Google Patents

測定システム、装置、方法およびプログラム Download PDF

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WO2021255785A1
WO2021255785A1 PCT/JP2020/023390 JP2020023390W WO2021255785A1 WO 2021255785 A1 WO2021255785 A1 WO 2021255785A1 JP 2020023390 W JP2020023390 W JP 2020023390W WO 2021255785 A1 WO2021255785 A1 WO 2021255785A1
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width
worker
tread
gravity
center
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PCT/JP2020/023390
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理恵 酒井
寛 吉田
宏 大岩
朋子 柴田
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G5/00—Component parts or accessories for scaffolds
    • E04G5/001—Safety or protective measures against falling down relating to scaffoldings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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    • E04G5/00—Component parts or accessories for scaffolds
    • E04G5/08—Scaffold boards or planks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/12—Static balancing; Determining position of centre of gravity
    • G01M1/122—Determining position of centre of gravity
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06C—LADDERS
    • E06C7/00—Component parts, supporting parts, or accessories
    • E06C7/18—Devices for preventing persons from falling

Definitions

  • the present invention relates to measurement systems, devices, methods and programs.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a measurement system, an apparatus, a method and a program capable of efficiently measuring a change in an operator's wobbling. ..
  • the measurement system includes a work tool, a sensor unit, an acquisition unit, a change unit, and a calculation unit.
  • the work equipment has treads with variable width.
  • the sensor unit is arranged on the work tool.
  • the acquisition unit acquires time-series data regarding the sway of the center of gravity of the operator from the sensor unit while the operator is on the tread plate.
  • the changing part reduces the width of the tread in response to the trigger.
  • the calculation unit calculates an evaluation value regarding the sway of the center of gravity of the worker from the time-series data for each width of the tread.
  • the measuring device includes an acquisition unit, a change unit, and a calculation unit.
  • the acquisition unit acquires time-series data regarding the sway of the center of gravity of the worker while the worker is on the tread from the sensor unit arranged on the work tool having the tread whose width can be changed.
  • the changing part reduces the width of the tread in response to the trigger.
  • the calculation unit calculates an evaluation value regarding the sway of the center of gravity of the worker from the time-series data for each width of the tread.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a measurement system including a measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the appearance of an example of the work tool of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a tread reduction mechanism according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a method for determining the deviation of the center of gravity in the determination unit.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a measurement report according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a graph relating to the evaluation value according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a work information table stored in the work information database according to the present embodiment.
  • the measuring system according to the present embodiment includes a measuring device 1, a working instrument 2, and a working information database 3.
  • the measuring device 1 and the work tool 2 are connected so as to be able to transmit and receive data by wire or wirelessly.
  • the measuring device 1 and the work information database 3 are connected wirelessly or by wire via the network 5.
  • one measuring device 1 is shown in the example of FIG. 1, a plurality of measuring devices 1 may be connected to one work information database 3. Further, one measuring device 1 and a plurality of working instruments 2 may be connected.
  • the work tool 2 has a tread plate whose width can be changed.
  • the work tool 2 will be described assuming a stepladder-like platform having a tread plate having a variable width and a leg portion supporting the tread plate, but the present invention is not limited to this.
  • it may be a tripod, a work table, a scaffolding table, or the like, a plate-shaped instrument such as a sensor board, or any instrument used when a worker rides on the instrument and performs a measurement operation. ..
  • a sensor unit 20 is arranged on each leg of the work tool 2.
  • the sensor unit 20 acquires a sensor value related to weight, which changes according to the movement of the center of gravity of the operator.
  • the sensor used as the sensor unit 20 is, for example, a strain sensor capable of measuring a pressure value.
  • the measuring device 1 includes a processing circuit 12, a memory 14, a communication interface 16, and an input interface 18.
  • the processing circuit 12 includes an acquisition unit 121, a change unit 122, a calculation unit 123, a determination unit 124, a creation unit 125, and an output unit 126.
  • the sensor unit 20 and other configurations included in the measuring device 1 are connected by wire or wirelessly.
  • the processing circuit 12, the memory 14, the communication interface 16, and the input interface 18 are connected via, for example, a bus.
  • the acquisition unit 121 acquires time-series data regarding the sway of the center of gravity of the operator from each sensor unit 20 while the operator is on the tread plate.
  • the change unit 122 reduces the width of the tread plate of the work tool 2 in response to the trigger.
  • the change unit 122 stops the reduction of the width of the tread in response to the stop instruction from the determination unit 124.
  • the calculation unit 123 calculates an evaluation value regarding the sway of the center of gravity of the worker from the time series data for each width of the tread. Examples of the evaluation value include the swaying area of the center of gravity and the maximum value of the swing width in each axial direction of the center of gravity locus.
  • the determination unit 124 determines whether or not a trigger has occurred. Further, the determination unit 124 deviates from the area of the tread when the weight of the tread becomes equal to or less than the threshold value or when the position of the center of gravity of the operator is projected onto the plane of the tread (in the present embodiment, the position of the center of gravity deviates from the area of the tread). When the number of times occurs a predetermined number of times, a stop instruction is transmitted to the change unit 122. When the evaluation value is equal to or higher than the threshold value, the determination unit 124 may determine that the state of the worker who is working is unstable. Specific examples of the worker's condition being unstable include a state in which the worker is out of balance and swaying, and a state in which the worker is likely to fall from the aerial work platform.
  • the creation unit 125 creates a measurement report including the worker's identification information, the width of the tread, and the corresponding worker's evaluation value.
  • the output unit 126 outputs a measurement report.
  • the measurement report may be transmitted to the work information database 3.
  • a display (not shown) is connected to the measuring device 1, the display may be displayed on a display that can be viewed by the operator himself or another operator or administrator.
  • the processing circuit 12 is composed of a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or an integrated circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or an integrated circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • Each of the above-mentioned processing units acquisition unit 121, change unit 122, calculation unit 123, determination unit 124, creation unit 125, and output unit 126) is a processor or an integrated circuit in which a processor or an integrated circuit executes a processing program. It may be realized as one function, or may be realized by a plurality of ASICs that execute the functions of each processing unit.
  • the memory 14 stores data such as sensor values, evaluation values, worker identification information, and measurement reports.
  • the memory 14 may be, for example, a commonly used storage medium such as an HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or flash memory.
  • the measuring device 1 can send and receive data to and from the work information database 3 via the network 5, each time the measuring device 1 acquires and generates data (sensor value, evaluation value, identification information, etc.). It may be transmitted to the work information database 3, and the memory 14 does not have to hold the past data.
  • the memory 14 may be a temporary storage medium using a volatile memory such as a cache memory.
  • the communication interface 16 is an interface for data communication between the sensor unit 20, the work information database 3, and the measuring device 1. Since the communication interface 16 may use a commonly used communication interface such as a wired LAN or a wireless LAN, the description thereof is omitted here.
  • the input interface 18 is, for example, a mouse, a keyboard, a switch, a button, or a touch panel display, and receives input from the user of the measuring device 1.
  • the work information database 3 stores worker identification information, evaluation values, measurement reports, etc. for each worker. In addition, an average measurement report by age and an average evaluation value may be stored.
  • the work information database 3 is prepared in, for example, a cloud server and is assumed to communicate with a plurality of measuring devices 1, but may be stored in a dedicated server.
  • FIG. 2 is a diagram showing the appearance of the work tool 2.
  • the tread plate 25 of the work tool 2 is formed of a member that can support the load of the worker so that the worker can get on and off.
  • the tread plate 25 is formed so that the width can be reduced.
  • Each of the legs 21 of the work equipment has an expansion / contraction mechanism 22 that can adjust the length of the legs 21.
  • the expansion / contraction mechanism 22 may use a mechanism in which the portion housed inside the leg 21 is extended by opening the lock portion, and the length of the leg 21 is fixed by closing the lock portion.
  • the lock portion is assumed to be a screw type, but any commonly used lock mechanism such as a clip type or a fitting type may be used.
  • the expansion / contraction mechanism 22 of each leg 21 can be adjusted independently.
  • the sensor unit 20 is attached to the tip portion of the leg 21 on the ground side. Since the tip of the leg 21 is usually provided with a non-slip grip made of rubber or the like, the sensor portion 20 may be arranged between the non-slip grip and the tip of the leg 21, or the non-slip grip itself.
  • the sensor unit 20 may be embedded in the body, or a member having a non-slip function including the sensor unit 20 may be provided from above the non-slip grip at the tip of the leg 21.
  • the sensor unit 20 may be embedded inside the leg 21.
  • the sensor unit 20 assumes that the pressure value is acquired as the sensor value, but other information such as the sensed time, altitude, temperature, and magnetic field may be acquired as the sensor value.
  • the pressure when the operator gets on the work equipment 2 can be acquired from each sensor unit 20 as a sensor value, and the sensor unit can be obtained.
  • the load related to 20 can be calculated.
  • the pressure applied to the sensor unit 20 fluctuates, so that it can be detected that the worker gets on the work tool 2.
  • time-series data of sensor values can be acquired.
  • the sensor units 20 are not limited to being arranged at four, but may be arranged at at least three places.
  • the sensor portions 20 may be arranged at four corners of the ground contact surface of the frame supporting the tread plate 25, or at three of the four corners, for example. That is, the sensor unit 20 may be arranged at a position where the load applied to the tread plate 25 can be measured.
  • the sensor unit 20 includes a tag recognition unit that senses an ID recognition tag held by the operator.
  • the ID recognition tag includes a worker ID that uniquely identifies the worker.
  • the sensor unit 20 recognizes the ID recognition tag of the worker who is trying to get on the work tool 2 for work, and the worker ID of the worker who is on the work tool 2 and the time when he / she got on the work tool 2. To get.
  • the recognition of the ID tag by the sensor unit 20 may be performed by a configuration in which the operator can recognize the ID tag by bringing the ID recognition tag close to or in contact with the sensor unit 20, for example, a method using NFC (Near Field Communication), or the sensor unit 20.
  • the sensor unit 20 may recognize the ID recognition tag existing within a certain range from the above, for example, a method using RFID may be used.
  • the work on the work equipment 2 is performed by inputting the worker ID to the input interface 18 of the measuring device 1 and then performing the work.
  • the worker ID of the person may be identified.
  • the tread plate 25 is formed in a belt conveyor shape, and the roller 26 rotates along the guide 27 so as to wind up the tread plate 25, whereby the width of the tread plate 25 can be reduced. As a result, the area of the tread plate 25 on which the worker's foot 30 can be placed can be reduced.
  • the roller 26 is driven by, for example, a motor (not shown), and the motor is driven by an instruction signal from the measuring device 1, so that rotation and stop control is executed. It should be noted that a switch attached separately may allow the operator or the administrator who operates the measuring device to manually rotate and stop the measuring device.
  • the reduction mechanism of the tread plate 25 is not limited to the structure of the roller 26 and the tread plate 25 in the shape of a belt conveyor.
  • the tread plate 25 is formed by a plurality of plates, and the area of the tread plate 25 can be reduced by removing the plates. Any mechanism may be used as long as the tread plate 25 can be reduced. Further, in the example of FIG.
  • the width of the tread plate 25 is reduced without changing the distance between the legs 21 of the work tool 2, but the width of the tread plate 25 is reduced and the tip of the leg 21 on the tread plate side is reduced.
  • the portion may be narrowed according to the reduction of the tread plate. That is, the state in which the leg 21 is always connected to the apex of the tread may be maintained.
  • step S401 when the measurement is started, the acquisition unit 121 acquires the sensor value, the worker ID, and the time when the worker gets on the work tool 2 from the sensor unit 20.
  • the sensor value is time series data sampled at predetermined intervals. Further, the time when the worker gets on the work tool 2 is set as the measurement start time.
  • the trigger for starting the measurement when the operator gets on the tread plate 25, the load applied to each sensor unit 20 becomes zero or more, so that the measuring device 1 applies a load equal to or more than the threshold value to each sensor unit 20. In this case, it may be determined that the measurement has started, and the measurement start time may be determined.
  • the measurement may be started by the operator touching the "start button" displayed on the display or pressing a button of an input device such as a keyboard.
  • the time when the start button is pressed is set as the measurement start time.
  • the time when the worker ID is input may be set as the measurement start time.
  • the calculation unit 123 calculates the center of gravity of the worker from the sensor value and calculates the evaluation value regarding the sway of the center of gravity.
  • the center of gravity of the worker is the center of the plane area defined by the arrangement of the four sensors (eg, the center of the worker's work area defined by the four legs of the stepladder) if the sensor values of each leg of the stepladder are equal. ) Can be calculated as having the center of gravity of the worker. Therefore, by comparing the fluctuation of each sensor value which is the time series data, it is possible to calculate where in the plane region the center of gravity of the worker exists.
  • the calculation unit 123 may calculate the trajectory of the center of gravity each time a new sensor value is acquired, and calculate the center of gravity sway area in real time.
  • a generally calculated method such as using the area based on the outer shape of the locus of the center of gravity as the swaying area of the center of gravity may be used, and thus the description thereof is omitted here. If the evaluation value is the maximum value of the swing width in each axial direction of the center of gravity locus, the maximum and minimum values of the coordinates in the vertical and horizontal directions are calculated for the calculated center of gravity, and the difference is taken to calculate the swing width. do it.
  • step S403 the determination unit 124 determines whether or not a trigger has occurred.
  • the trigger may determine that the trigger has occurred when a certain period of time has passed with the current width of the tread 25, or the operator or the administrator who manages the measurement presses a button for changing the width of the tread 25. Therefore, it may be determined that the trigger has occurred. If it is determined that a trigger has occurred, the process proceeds to step S404, and if it is determined that a trigger has not occurred, the process proceeds to step S405.
  • step S404 the change unit 122 reduces the width of the tread plate 25 in response to the generation of the trigger. Specifically, the changing unit 122 transmits an instruction signal for reducing the width of the tread plate 25 to the work tool 2, and the roller of the work tool 2 rotates so that the width of the tread plate 25 becomes a predetermined width. Only shrink.
  • the predetermined width to be reduced is assumed to be a predetermined interval such as 1 cm, but in consideration of the state of the operator, the reduced width is appropriately changed by increasing the reduced width at the first time and gradually reducing the reduced width. You may. After that, the process returns to step S401, and the same process is repeated.
  • step S405 the determination unit 124 determines whether or not the stop condition for reducing the width of the tread plate 25 is satisfied.
  • the weight applied to the tread plate 25 is equal to or less than the threshold value, in other words, when the sensor value of each sensor unit 20 is equal to or less than the threshold value, it is assumed that the worker has fallen or descended from the work equipment 2, so that the stop condition is satisfied. It is determined that the condition is satisfied.
  • the number of times the center of gravity is off occurs a predetermined number of times, it is assumed that the worker is swaying and the balance is lost and the state is unstable. Therefore, it is determined that the stop condition is satisfied.
  • step S406 If the stop condition is satisfied, the process proceeds to step S406, and if the stop condition is not satisfied, the process returns to step S401 and the same process is repeated. As a result, the process from step S401 to step S405 is repeated, so that the width of the tread plate 25 is gradually narrowed unless the state of the operator is unstable.
  • step S406 the changing portion 122 stops reducing the width of the tread plate 25.
  • the change unit 122 will explain by reducing the width of the tread plate 25 with respect to the work tool 2.
  • An instruction signal for stopping is transmitted, and the work tool 2 is controlled to stop without rotating the roller in response to a trigger.
  • the creating unit 125 creates a measurement report including each width of the tread 25 until the reduction of the width of the tread 25 stops and the corresponding evaluation value.
  • the output unit 126 outputs the measurement report to the outside such as the display connected to the measuring device 1 or the work information database 3.
  • step S403 and step S405 The processing order of step S403 and step S405 is irrelevant, and the determination unit 124 may process in parallel whether or not the conditions of step S403 and step S405 are satisfied.
  • the region 501 shown in FIG. 5 is a region of the tread plate 25 when the work tool 2 is viewed from the vertical direction (z-axis direction).
  • the locus 502 is time-series data showing the locus of the position of the center of gravity of the operator, and the position of the center of gravity is represented when the position of the center of gravity is projected on the plane of the tread plate 25.
  • the determination unit 124 may count the number of such points 503 of the center of gravity deviating, and may determine that the stop condition is satisfied if the center of gravity deviating occurs more than a predetermined number of times.
  • FIG. 6 shows an example of outputting information as a measurement report in which the worker name, the measurement time, the height of the tread plate 25, the width of the tread plate 25, and the evaluation value are associated with each other, and here, an example of displaying in a table format. Is shown.
  • the width of the tread plate 25 and the evaluation value are associated with each width of the tread plate 25 reduced and the evaluation value at the width.
  • the evaluation value uses the swaying area of the center of gravity, and shows the swaying area of the center of gravity when the width of the tread is reduced by 1 cm. ..
  • the information of may be included as a measurement report.
  • FIG. 7 is a graph 700 relating to the evaluation value. Specifically, the locus 701 related to the sway of the center of gravity is displayed, and the work data 702 in the upper part of the graph 700 is the name "A mountain B man", the age “25”, and the measurement start time “April 16, 2019 9:00". , The tread height "50 cm” and the tread width "3 cm” are displayed.
  • the graph 700 corresponding to the clicked evaluation value may be displayed by the operator or the manager, for example, by clicking the area of the evaluation value.
  • the graph 700 for all evaluation values may be displayed at once in correspondence with the evaluation values of each width shown in the measurement report.
  • FIG. 8 shows an example of a work information table including a measurement report stored in the work information database 3.
  • the work information table 800 shown in FIG. 8 is a collection of individual measurement reports shown in FIG. 6 for a plurality of workers.
  • a measurement report regarding a person with a worker ID "0001", a name “A mountain B man”, and an age “25 (years)", a worker ID "0002”, and a name " A measurement report for a person of "C river D thick” and age “52 (years)” is stored.
  • the creation unit 125 can extract a measurement report related to the name "A mountain B man” by searching the work information table 800 using the worker ID "0001" as a key.
  • the creation unit 125 refers to the work information table 800 and obtains statistical data that can be calculated from the information in the work information table 800, such as the average value of the measurement report for each age or the average value of the measurement report for each height of the tread. You may create it.
  • the output unit 126 may also display the created statistical data for each age and / or the height of the tread when presenting the measurement report of the worker to the person himself / herself.
  • a sensor is attached to a work tool capable of reducing the width of the tread, time-series data on the sway of the center of gravity is acquired while the tread is reduced, and the area of the sway of the center of gravity according to the width of the tread is obtained.
  • Calculate the evaluation value such as, and create a measurement report. This eliminates the hassle of repeatedly riding on multiple work tools with different tread widths for measurement, and the operator only needs to make one measurement to measure the area of sway of the center of gravity at different tread widths. It is possible to calculate an evaluation value such as, and it is possible to determine instability such as a worker's wobbling or a risk of falling according to the width of the tread.
  • the instructions given in the processing procedure shown in the above-described embodiment can be executed by a computer based on a program that is software.
  • the program can be recorded on a recording medium or provided over a network.
  • the present invention is not limited to the above embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof.
  • various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components from different embodiments may be combined as appropriate.

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Abstract

本実施形態に係る測定システムは、作業用器具と、センサ部と、取得部と、変更部と、算出部とを含む。作業用器具は、幅を変更可能な踏板を有する。センサ部は、前記作業用器具に配置される。取得部は、前記センサ部から、前記踏板に作業者が乗った状態で当該作業者の重心動揺に関する時系列データを取得する。変更部は、トリガに応じて前記踏板の幅を縮小させる。算出部は、前記踏板の幅ごとに、前記時系列データから前記作業者の重心動揺に関する評価値を算出する。

Description

測定システム、装置、方法およびプログラム
　この発明は、測定システム、装置、方法およびプログラムに関する。
　高所で作業を行う作業者のふらつきや転落といった危険な動作を識別する技術が求められており、例えば、予め複数のセンサが配置された平面状シートの上で作業者が作業することで、センサが取得した値から作業者のバランス能力を解析することが可能である。
アニマ株式会社、"バランスコーダBW-6000"、[online]、［令和２年６月１日検索］、インターネット＜ URL : https://anima.jp/products/bw6000/＞
　センサが配置されたシートの上で作業者が作業を行うことは、通常の足場や踏板の上で作業を行うこととは異なるため、作業者の感覚的な面および心理的な面からみても現実的ではない。
　また、作業者が使用する足場や踏板の幅は、製品によって様々なサイズがある。よって、１つのシートで作業者の動作を解析しても、当該シートのサイズ１種類の解析データしか取得できない。サイズの異なる複数のシートを用意する方法もあるが、コストもかかる上に何度も測定する必要があるため、作業者にも負担となり効率的ではない。
　この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、作業者のふらつきの変化を効率的に測定することができる測定システム、装置、方法およびプログラムを提供することにある。
　上記目的を達成するために、この発明の一つの観点に係る測定システムは、作業用器具と、センサ部と、取得部と、変更部と、算出部とを含む。作業用器具は、幅を変更可能な踏板を有する。センサ部は、前記作業用器具に配置される。取得部は、前記センサ部から、前記踏板に作業者が乗った状態で当該作業者の重心動揺に関する時系列データを取得する。変更部は、トリガに応じて前記踏板の幅を縮小させる。算出部は、前記踏板の幅ごとに、前記時系列データから前記作業者の重心動揺に関する評価値を算出する。
　また、この発明の１つの観点に係る測定装置は、取得部と、変更部と、算出部とを含む。取得部は、幅を変更可能な踏板を有する作業用器具に配置されるセンサ部から、前記踏板に作業者が乗った状態で当該作業者の重心動揺に関する時系列データを取得する。変更部は、トリガに応じて前記踏板の幅を縮小させる。算出部は、前記踏板の幅ごとに、前記時系列データから前記作業者の重心動揺に関する評価値を算出する。
　すなわちこの発明によれば、作業者のふらつきの変化を効率的に測定することができる。
図１は、本実施形態に係る測定装置を含む測定システムを示すブロック図である。 図２は、本実施形態の作業用器具の一例の外観を示す図である。 図３は、本実施形態に係る踏板の縮小機構の一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係る測定装置の動作を示すフローチャートである。 図５は、判定部における重心外れの判定方法の一例を示す図である。 図６は、本実施形態に係る測定レポートの一例を示す図である。 図７は、本実施形態に係る評価値に関するグラフの一例を示す図である。 図８は、本実施形態に係る作業情報データベースに格納される作業情報テーブルの一例を示す図である。
　以下、図面を参照しながら本開示の一実施形態に係る測定システム、装置、方法およびプログラムについて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
　本実施形態に係る測定装置を含む測定システムについて図１を参照して説明する。
　本実施形態に係る測定システムは、測定装置１、作業用器具２および作業情報データベース３を含む。
　測定装置１と作業用器具２とは、有線または無線でデータを送受信可能に接続される。測定装置１と作業情報データベース３とは、ネットワーク５を介して無線または有線で接続される。なお、図１の例では、１つの測定装置１を図示しているが、複数の測定装置１が１つの作業情報データベース３に接続されてもよい。また、１つの測定装置１と複数の作業用器具２とが接続されてもよい。
　作業用器具２は、幅を変更可能な踏板を有する。本実施形態では、作業用器具２として、幅を変更可能な踏板と踏板を支持する脚部とを有する脚立状の台を想定して説明するが、これに限らない。例えば、三脚、作業台および足場台などでもよいし、センサボードなどの踏板単体の板状の器具でもよく、作業者が当該器具に乗り、測定動作を行う際に用いられる器具であれば何でもよい。作業用器具２の各脚部には、センサ部２０がそれぞれ配置される。センサ部２０は、作業者の重心の移動に応じて変化する、重量に関するセンサ値を取得する。センサ部２０として用いられるセンサは、例えば、圧力値を計測可能な歪みセンサである。
　測定装置１は、処理回路１２、メモリ１４、通信インタフェース１６および入力インタフェース１８を含む。処理回路１２は、取得部１２１、変更部１２２、算出部１２３、判定部１２４、作成部１２５および出力部１２６を含む。なお、センサ部２０と測定装置１に含まれる他の構成とは、有線または無線で接続される。処理回路１２、メモリ１４、通信インタフェース１６および入力インタフェース１８は、例えばバスを介して接続される。
　取得部１２１は、各センサ部２０から、作業者が踏板に乗った状態で当該作業者の重心動揺に関する時系列データを取得する。
　変更部１２２は、トリガに応じて作業用器具２の踏板の幅を縮小させる。変更部１２２は、判定部１２４からの停止指示に応じて、踏板の幅の縮小を停止する。
　算出部１２３は、踏板の幅ごとに、時系列データから作業者の重心動揺に関する評価値を算出する。評価値とは、例えば、重心動揺面積、重心軌跡の各軸方向の振れ幅の最大値が挙げられる。
　判定部１２４は、トリガが発生したか否かを判定する。また、判定部１２４は、踏板に係る重量が閾値以下となった場合、または作業者の重心位置を踏板の平面に投影したときに重心位置が踏板の領域から外れる（本実施形態では、重心外れともいう）回数が所定回数発生した場合に、変更部１２２に停止指示を送信する。判定部１２４は、評価値が閾値以上である場合、作業をしている作業者の状態が不安定であると判定してもよい。作業者の状態が不安定である場合とは、具体的には、作業者がバランスを崩してふらついている状態、高所作業用器具から作業者が転落しそうな状態などが挙げられる。
　作成部１２５は、作業者の識別情報と、踏板の幅と、対応する作業者の評価値とを含む測定レポートを作成する。
　出力部１２６は、測定レポートを出力する。測定レポートは、作業情報データベース３に送信されてもよい。また、測定装置１にディスプレイ（図示せず）が接続される場合は、作業者本人、または他の作業者または管理者が視聴可能なディスプレイに表示されてもよい。
　なお、処理回路１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサまたはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路で構成される。上述した各処理部（取得部１２１、変更部１２２、算出部１２３、判定部１２４、作成部１２５、および出力部１２６）は、プロセッサまたは集積回路が処理プログラムを実行することで、プロセッサまたは集積回路の一機能として実現されてもよいし、各処理部の機能を実行する複数のＡＳＩＣで実現されてもよい。
　メモリ１４は、センサ値、評価値、作業者の識別情報、測定レポートなどのデータを格納する。メモリ１４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリなどの一般的に用いられる記憶媒体であればよい。また、測定装置１が、ネットワーク５を介して作業情報データベース３とデータを送受信可能な状況であれば、測定装置１でデータ（センサ値、評価値、識別情報など）を取得および生成する度に作業情報データベース３に送信してもよく、メモリ１４が過去のデータを保持しなくともよい。この場合、メモリ１４は、キャッシュメモリなどの揮発性メモリによる一時記憶媒体でもよい。
　通信インタフェース１６は、センサ部２０、作業情報データベース３および測定装置１の間でデータ通信するためのインタフェースである。通信インタフェース１６は、有線ＬＡＮまたは無線ＬＡＮといった、一般的に用いられている通信インタフェースを用いればよいため、ここでの説明は省略する。
　入力インタフェース１８は、例えば、マウス、キーボード、スイッチ、ボタンまたはタッチパネルディスプレイであり、測定装置１のユーザからの入力を受け付ける。
　作業情報データベース３は、作業者ごとに、作業者の識別情報、評価値および測定レポートなどを格納する。また、年齢別の平均の測定レポートおよび平均の評価値を格納してもよい。作業情報データベース３は、例えばクラウドサーバに用意され、複数の測定装置１と通信することを想定するが、専用サーバに格納されてもよい。
　次に、本実施形態に係る作業用器具２の一例について図２および図３を参照して説明する。
　図２は、作業用器具２の外観を示す図である。作業用器具２の踏板２５は、作業者が乗り降り可能となるように、作業者の荷重を支持できる部材で形成される。踏板２５は、幅が縮小可能に形成される。作業用器具の脚２１はそれぞれ、脚２１の長さを調整可能な伸縮機構２２を有する。伸縮機構２２は、ロック部分を開けることで脚２１の内部に収納された部分が伸長し、ロック部分を閉めることで脚２１の長さが固定されるような機構を用いればよい。図２の例では、ロック部分は、ネジ式を想定するが、クリップ式、嵌合式など一般的に用いられているロック機構であれば何でもよい。各脚２１の伸縮機構２２は独立に調整可能である。
　センサ部２０は、本実施形態では、脚２１の接地側の先端部に取り付けられることを想定する。脚２１の先端部には通常ラバー製などの滑り止めグリップが設けられているため、滑り止めグリップと脚２１の先端部との間にセンサ部２０が配置されてもよいし、滑り止めグリップ自体にセンサ部２０が埋め込まれてもよいし、脚２１の先端部の滑り止めグリップの上からセンサ部２０を含む滑り止め機能を有する部材が設けられてもよい。なお、センサ部２０は、脚２１の内部に埋め込まれてもよい。
　センサ部２０は、圧力値をセンサ値として取得することを想定するが、センシングした時刻、高度、気温、磁場など他の情報をセンサ値として取得してもよい。図２の例では、４つのセンサ部２０が各脚２１に配置されることで、それぞれのセンサ部２０から作業者が作業用器具２に乗った際の圧力をセンサ値として取得でき、センサ部２０に係る荷重を計算できる。作業者が作業用器具２に乗った際に、センサ部２０にかかる圧力が変動するため、作業者が作業用器具２に乗ったことを検知できる。さらに、４つのセンサ部２０の各位置からセンサ値を一定間隔で取得し続けることで、センサ値の時系列データを取得できる。時系列データに基づけば、作業者の重心の変動を算出することができる。なお、作業者の重心の変動を算出できれば、センサ部２０は４つ配置されることに限らず、少なくとも３箇所に配置されればよい。
　なお、作業用器具が踏板２５単体のような板状である場合は、例えば踏板２５を支持する枠の接地面の四隅、または四隅のうちの３箇所にセンサ部２０が配置されればよい。つまり、踏板２５にかかる荷重を測定できる位置にセンサ部２０が配置されればよい。
　また、センサ部２０は、作業者が保持するＩＤ認識タグをセンシングするタグ認識部を含む。ＩＤ認識タグは、作業者を一意に識別する作業者ＩＤを含む。センサ部２０は、作業のため作業用器具２に乗ろうとする作業者のＩＤ認識タグを認識し、作業用器具２に乗っている作業者の作業者ＩＤと作業用器具２に乗った時刻とを取得する。センサ部２０によるＩＤタグの認識は、作業者がセンサ部２０にＩＤ認識タグを近接または接触させることで認識できる構成、例えば、ＮＦＣ（Near Field Communication）を用いた方式でもよいし、センサ部２０から一定範囲内に存在するＩＤ認識タグをセンサ部２０が認識できる構成、例えばＲＦＩＤを用いた方式でもよい。
　なお、ＩＤ認識タグにより作業者ＩＤを識別する代わりに、測定装置１の入力インタフェース１８に対し、自身の作業者ＩＤを入力してから作業を行うことで、作業用器具２に乗っている作業者の作業者ＩＤを識別するようにしてもよい。
　次に、作業用器具２の踏板２５の縮小機構の一例について図３を参照して説明する。
　図３に示すように、踏板２５は、ベルトコンベア状に形成され、ローラー２６がガイド２７に沿って踏板２５を巻き取るように回転することにより、踏板２５の幅を縮小させることができ、結果として作業者の足３０を乗せることができる踏板２５の領域を縮小させることができる。
　ローラー２６は、例えばモーター（図示せず）によって駆動され、測定装置１からの指示信号によりモーターが駆動することにより、回転及び停止の制御が実行される。なお、別途取り付けられたスイッチにより、作業者または測定装置を操作する管理者が、手動で回転および停止可能としてもよい。
　なお、踏板２５の縮小機構は、ローラー２６およびベルトコンベア状の踏板２５の構造に限らず、複数の板により踏板２５を形成し、板を取り外すことで踏板２５の領域を縮小可能な構成とするなど、踏板２５が縮小可能であればどのような機構を用いてもよい。
　また、図３の例では、作業用器具２の各脚２１の間隔は変更せずに、踏板２５の幅を縮小させているが、踏板２５の幅の縮小と共に、脚２１の踏板側の先端部を踏板の縮小に応じて狭めるようにしてもよい。つまり、踏板の頂点に常に脚２１が接続される状態を維持してもよい。
　次に、本実施形態に係る測定装置１の動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。
　ステップＳ４０１では、測定が開始されると、取得部１２１が、センサ部２０からセンサ値、作業者ＩＤ及び作業者が作業用器具２に乗った時刻を取得する。センサ値は、所定の間隔でサンプリングされた時系列データである。また、作業者が作業用器具２に乗った時刻を測定開始時刻とする。測定を開始するトリガは、作業者が踏板２５に乗った場合には、各センサ部２０にかかる荷重がゼロ以上となるため、測定装置１は、各センサ部２０に閾値以上の荷重がかかった場合に測定が開始されたと判定し、測定開始時刻を決定すればよい。
　または、作業者がディスプレイに表示される「開始ボタン」をタッチする、またはキーボードなどの入力装置のボタンを押下することにより、測定が開始されてもよい。この場合は、開始ボタンが押下された時刻を測定開始時刻とする。なお、測定装置１の入力インタフェース１８に対し、自身の作業者ＩＤを入力してから作業を行う場合は、作業者ＩＤが入力された時刻を測定開始時刻としてもよい。
　ステップＳ４０２では、算出部１２３が、センサ値から作業者の重心を算出し、重心動揺に関する評価値を算出する。作業者の重心は、脚立の各脚のセンサ値が等しければ、４つのセンサの配置で規定される平面領域の中心（例えば、脚立の４本の脚で規定される作業者の作業領域の中心）に作業者の重心があると算出できる。よって、時系列データであるそれぞれのセンサ値の変動を比較することで、当該平面領域のうちのどこに作業者の重心が存在するかを算出できる。
　評価値が重心動揺面積の場合、算出部１２３は、新たなセンサ値が取得されるごとに重心の軌跡を算出し、リアルタイムに重心動揺面積を算出すればよい。重心動揺面積の算出方法は、重心の軌跡の外形に基づく面積を重心動揺面積として用いるなど、一般的に算出される方法を用いればよいため、ここでの説明は省略する。
　また、評価値が重心軌跡の各軸方向の振れ幅の最大値の場合は、算出した重心について縦方向、横方向の座標の最大値および最小値を計算して差分を取り、振れ幅を算出すればよい。
　ステップＳ４０３では、判定部１２４が、トリガが発生したか否かを判定する。トリガは、現在の踏板２５の幅で一定時間を経過した場合にトリガが発生したと判定してもよいし、作業者または測定を管理する管理者が踏板２５の幅を変更するボタンを押下することによりトリガが発生したと判定してもよい。トリガが発生したと判定された場合、ステップＳ４０４に進み、トリガが発生していないと判定された場合、ステップＳ４０５に進む。
　ステップＳ４０４では、変更部１２２が、トリガの発生を受けて踏板２５の幅を縮小する。具体的には、変更部１２２が作業用器具２に対して踏板２５の幅を縮小するための指示信号を送信し、作業用器具２のローラーが回転することで踏板２５の幅が所定の幅だけ縮小する。なお、縮小させる所定の幅は、１ｃｍなど所定の間隔を想定するが、作業者の状態を鑑みて、初回は縮小幅を大きくし、徐々に縮小幅を小さくするなど縮小する幅を適宜変更させてもよい。その後、ステップＳ４０１に戻り、同様の処理を繰り返す。
　ステップＳ４０５では、判定部１２４が、踏板２５の幅の縮小についての停止条件を満たすか否かを判定する。ここでは、踏板２５にかかる重量が閾値以下、言い換えれば各センサ部２０のセンサ値が閾値以下となった場合、作業者が作業用器具２から転落または降りたことが想定されるため、停止条件を満たすと判定する。または、重心外れの回数が所定回数発生した場合に、作業者がふらついており、バランスを崩して不安定な状態であることが想定されるため、停止条件を満たすと判定する。停止条件を満たす場合、ステップＳ４０６に進み、停止条件を満たさない場合、ステップＳ４０１に戻り、同様の処理を繰り返す。これによって、ステップＳ４０１からステップＳ４０５までの処理が繰り返されることにより、作業者の状態が不安定でなければ、踏板２５の幅が少しずつ狭くなる。
　ステップＳ４０６では、変更部１２２が、踏板２５の幅の縮小を停止する。変更部１２２が作業用器具２に対して踏板２５の幅の縮小をして説明する。停止するための指示信号を送信し、作業用器具２側で、トリガに応じてローラーを回転させず停止するように制御する。
　ステップＳ４０７では、作成部１２５が、踏板２５の幅の縮小が停止するまでの踏板２５の各幅と対応する評価値とを含む測定レポートを作成する。
　ステップＳ４０８では、出力部１２６が、測定装置１と接続されるディスプレイまたは作業情報データベース３などの外部に測定レポートを出力する。
　なお、ステップＳ４０３およびステップＳ４０５の処理順は関係なく、判定部１２４は、ステップＳ４０３とステップＳ４０５との条件が満たされるか否かを、並行して処理してもよい。
　次に、判定部１２４における重心外れの判定方法の一例について図５を参照して説明する。
　図５に示す領域５０１は、作業用器具２を鉛直方向（ｚ軸方向）からみた場合の踏板２５の領域である。軌跡５０２は、作業者の重心位置の軌跡を示す時系列データであり、重心位置を踏板２５の平面に投影したときに重心位置が表される。図５に示すように、作業者の状態が不安定となると、重心位置が踏板２５の領域５０１の外側に位置する、つまり重心外れの点５０３が存在するようになる。判定部１２４は、このような重心外れの点５０３の数をカウントし、所定回数以上重心外れが発生すれば、停止条件を満たすと判定すればよい。
　次に、本実施形態に係る測定レポートの一例について図６および図７を参照して説明する。
　図６は、測定レポートとして、作業者名、測定時刻、踏板２５の高さ、踏板２５の幅、および評価値をそれぞれ対応付けた情報を出力する例を示し、ここではテーブル形式で表示する例を示す。踏板２５の幅と評価値とは、踏板２５が縮小した各幅と、当該幅での評価値とが対応付けられる。図６の例では、評価値は重心動揺面積を用い、踏板の幅が１ｃｍずつ縮小したときの重心動揺面積を示し、踏板２５の幅が２ｃｍのときに落下し、測定が終了したことが分かる。なお、測定レポートとして、の情報を含んでもよい。
　測定レポートを見ることで、踏板の幅の変化に応じた重心動揺面積の変化を一見して把握することができ、さらにどのくらいの幅で作業者の状態が不安定となったかを容易に認識できる。
　図７は、評価値に関するグラフ７００である。具体的には、重心動揺に関する軌跡７０１を表示し、グラフ７００の上段に作業データ７０２として、氏名「Ａ山Ｂ男」、年齢「２５」、測定開始時刻「２０１９年０４月１６日９時」、踏板高さ「５０ｃｍ」および踏板幅「３ｃｍ」が表示される。
　図７に示すグラフ７００は、作業者または管理者が、例えば評価値の領域をクリックすることで、クリックされた評価値に対応するグラフ７００が表示されてもよい。または、測定レポートに示される各幅の評価値と対応して、全ての評価値に関するグラフ７００を一度に表示してもよい。
　次に、作業情報データベース３に格納される、測定レポートを含む作業情報テーブルの一例を図８に示す。
　図８に示す作業情報テーブル８００は、図６に示す個人の測定レポートを、複数の作業者について集約したものである。
　図８の例では、作業情報テーブル８００に、作業者ＩＤ「０００１」、氏名「Ａ山　Ｂ男」、年齢「２５（歳）」の人物に関する測定レポートと、作業者ＩＤ「０００２」、氏名「Ｃ川　Ｄ太」、年齢「５２（歳）」の人物に関する測定レポートとが格納される。例えば、作成部１２５は、作業者ＩＤ「０００１」をキーとして作業情報テーブル８００を検索することで、氏名「Ａ山　Ｂ男」に関する測定レポートを抽出できる。
　なお、作業情報テーブル８００に格納される測定レポートは、過去の測定レポートを残してもよいし、最新の測定レポートだけが格納されるようにしてもよい。作成部１２５は、作業情報テーブル８００を参照して、年齢別の測定レポートの平均値、または踏板の高さ毎の測定レポートの平均値など、作業情報テーブル８００の情報から算出可能な統計データを作成してもよい。出力部１２６は、作成された年齢別および／または踏板の高さ別の統計データを、作業者の測定レポートを本人に提示する際に併せて表示してもよい。
　以上に示した本実施形態によれば、踏板の幅を縮小可能な作業用器具にセンサを取り付け、踏板を縮小させつつ重心動揺に関する時系列データを取得し、踏板の幅に応じた重心動揺面積などの評価値を算出し、測定レポートを作成する。これにより、踏板の幅が異なる複数の作業用器具に何度も乗って測定するという煩わしさを生じさせずに、作業者は、１度測定するだけで、異なる踏板の幅での重心動揺面積などの評価値を算出することができ、踏板の幅に応じた作業者のふらつきや転落の危険性などの不安定さを判定することができる。また、測定レポートを出力することにより、評価値などから踏板の幅に応じた本人のバランス状態を本人または周囲に知らせることができる。結果として、作業者の安全を確保しつつ、作業者のふらつきの変化を効率的に測定することができる。
　上述の実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいてコンピュータで実行されることが可能である。当該プログラムは、記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
　要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
１・・・測定装置
２・・・作業用器具
３・・・作業情報データベース
５・・・ネットワーク
１２・・・処理回路
１４・・・メモリ
１６・・・通信インタフェース
１８・・・入力インタフェース
２０・・・センサ部
２１・・・脚
２２・・・伸縮機構
２５・・・踏板
２６・・・ローラー
２７・・・ガイド
３０・・・足
１２１・・・取得部
１２２・・・変更部
１２３・・・算出部
１２４・・・判定部
１２５・・・作成部
１２６・・・出力部
５０１・・・領域
５０２，７０１・・・軌跡
５０３・・・点
７００・・・グラフ
７０２・・・作業データ
８００・・・作業情報テーブル

Claims (8)

  1. 　幅を変更可能な踏板を有する作業用器具と、
    　前記作業用器具に配置されるセンサ部と、
    　前記センサ部から、前記踏板に作業者が乗った状態で当該作業者の重心動揺に関する時系列データを取得する取得部と、
    　トリガに応じて前記踏板の幅を縮小させる変更部と、
    　前記踏板の幅ごとに、前記時系列データから前記作業者の重心動揺に関する評価値を算出する算出部と、
    　を具備する測定システム。
  2. 　前記変更部は、前記踏板にかかる重量が閾値以下となった場合、または前記作業者の重心位置を前記踏板の平面に投影したときに前記重心位置が前記踏板の領域から所定回数外れた場合に、前記踏板の幅の縮小を停止する、請求項１に記載の測定システム。
  3. 　前記踏板の幅と前記踏板の幅における前記作業者の前記評価値とを対応付けた測定レポートを作成する作成部をさらに具備する、請求項１または請求項２に記載の測定システム。
  4. 　前記算出部は、前記作業者の重心動揺面積、または重心軌跡の各軸方向の振れ幅の最大値を含む値を前記評価値として算出する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測定システム。
  5. 　幅を変更可能な踏板を有する作業用器具に配置されるセンサ部から、前記踏板に作業者が乗った状態で当該作業者の重心動揺に関する時系列データを取得する取得部と、
    　トリガに応じて前記踏板の幅を縮小させる変更部と、
    　前記踏板の幅ごとに、前記時系列データから前記作業者の重心動揺に関する評価値を算出する算出部と、
    　を具備する測定装置。
  6. 　前記変更部は、前記作業者が前記踏板から降りた場合、または前記作業者の重心位置を前記踏板の平面に投影したときに前記重心位置が当該踏板の領域から所定回数外れた場合に、前記踏板の幅の縮小を停止する、請求項５に記載の測定装置。
  7. 　幅を変更可能な踏板を有する作業用器具に配置されるセンサ部から、前記踏板に作業者が乗った状態で当該作業者の重心動揺に関する時系列データを取得し、
    　トリガに応じて前記踏板の幅を縮小させ、
    　前記踏板の幅ごとに、前記時系列データから前記作業者の重心動揺に関する評価値を算出する、測定方法。
  8. 　コンピュータを、請求項５または請求項６に記載の測定装置の各部として実行させるためのプログラム。
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