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公開番号2025119809
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024014838
出願日2024-02-02
発明の名称行動解析システム、及び行動解析方法
出願人株式会社日立製作所
代理人藤央弁理士法人
主分類G06V 40/20 20220101AFI20250807BHJP(計算;計数)
要約【課題】作業者の行動を解析する。
【解決手段】作業者及び物体の計測データの入力を受ける入力部と、計測データに基づいて作業者の動作を推定する人動作推定部と、計測データに基づいて物体の位置及び姿勢を推定する物体位置姿勢推定部と、位置及び姿勢が推定される物体と同一形状の物体モデルを物体モデルデータベースから抽出し、抽出された物体モデルを物体位置姿勢推定部が推定した位置及び姿勢で仮想空間に配置する物体モデル配置部と、動作が推定される作業者の身体モデルを身体モデルデータベースから抽出し、抽出された身体モデルを人動作推定部が推定した動作に従って仮想空間に配置する身体モデル配置部と、仮想空間に配置された身体モデルの位置と物体モデルの位置及び姿勢に基づいて、身体モデルと物体モデルの相互関係を解析する相互関係解析部と、解析された相互関係を出力する相互関係出力部とを備える行動解析システム。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
作業者と物体の相互関係を解析する行動解析システムであって、
所定の演算処理を実行する演算装置と、前記演算装置に接続された記憶デバイスとを有する計算機によって構成され、
前記演算装置が、前記作業者及び前記物体の計測データの入力を受ける入力部と、
前記演算装置が、前記計測データに基づいて作業者の動作を推定する人動作推定部と、
前記演算装置が、前記計測データに基づいて前記物体の位置及び姿勢を推定する物体位置姿勢推定部と、
前記演算装置が、位置及び姿勢が推定される物体と同一形状の物体モデルを物体モデルデータベースから抽出し、前記抽出された物体モデルを前記物体位置姿勢推定部が推定した位置及び姿勢で仮想空間に配置する物体モデル配置部と、
前記演算装置が、動作が推定される作業者の身体モデルを身体モデルデータベースから抽出し、前記抽出された身体モデルを前記人動作推定部が推定した動作に従って前記仮想空間に配置する身体モデル配置部と、
前記演算装置が、前記仮想空間に配置された前記身体モデルの位置と前記物体モデルの位置及び姿勢に基づいて、前記身体モデルと前記物体モデルの相互関係を解析する相互関係解析部と、
前記演算装置が、前記相互関係解析部が解析した相互関係を出力する相互関係出力部とを備えること特徴とする行動解析システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の行動解析システムであって、
前記物体モデルデータベースは、格納されている物体モデル間の同時認識確率を記録し、
前記物体位置姿勢推定部は、前記物体モデルデータベースに記録される同時認識確率が高い物体モデルを優先的に抽出すること特徴とする行動解析システム。
【請求項３】
請求項１に記載の行動解析システムであって、
物体モデル配置部は、前記身体モデル配置部が配置した身体モデルの位置を用いて、前記抽出された物体モデルを前記仮想空間に配置すること特徴とする行動解析システム。
【請求項４】
請求項１に記載の行動解析システムであって、
前記相互関係解析部で解析された相互関係を作業内容別に格納する行動解析データベースを備えること特徴とする行動解析システム。
【請求項５】
請求項４に記載の行動解析システムであって、
前記行動解析データベースに格納された評価基準となる相互関係と、前記相互関係解析部で解析された評価対象である相互関係を比較し、作業内容を評価する作業評価部を備える特徴とする行動解析システム。
【請求項６】
請求項４に記載の行動解析システムであって、
前記相互関係解析部で解析された相互関係を作業者に提示する解析結果提示部を備えること特徴とする行動解析システム。
【請求項７】
請求項４に記載の行動解析システムであって、
作業の良否の判定結果を前記行動解析データベースに記録し、作業良否への影響が大きい相互関係を抽出する原因分析部を備えることを特徴とする行動解析システム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載の行動解析システムであって、
前記相互関係解析部は、
前記身体モデルの座標と前記物体モデルの座標との間の相関係数の算出、
前記身体モデルの加速度と当該身体モデルが把持中の物体モデルの加速度の比較、
前記身体モデルと前記物体モデルの接触の判定、
前記身体モデルの回転量又は角速度と前記物体モデルの回転量又は角速度の算出、
前記物体モデルと前記身体モデルの接触時における前記物体モデルの形状の判定、
前記物体モデルを用いた前記身体モデルの接触表面領域の算出、
前記身体モデルの人差し指の方向と前記物体モデルの位置関係、及び、
前記身体モデルの手部位の形状の判定の少なくとも一つを、前記相互関係として解析することを特徴とする行動解析システム。
【請求項９】
行動解析システムが、作業者と物体の相互関係を解析する行動解析方法であって、
前記行動解析システムは、所定の演算処理を実行する演算装置と、前記演算装置に接続された記憶デバイスとを有する計算機によって構成され、
前記行動解析方法は、
前記演算装置が、前記作業者及び前記物体の計測データの入力を受ける入力手順と、
前記演算装置が、前記計測データに基づいて作業者の動作を推定する人動作推定手順と、
前記演算装置が、前記計測データに基づいて前記物体の位置及び姿勢を推定する物体位置姿勢推定手順と、
前記演算装置が、位置及び姿勢が推定される物体と同一形状の物体モデルを物体モデルデータベースから抽出し、前記抽出された物体モデルを前記物体位置姿勢推定手順で推定された位置及び姿勢で仮想空間に配置する物体モデル配置手順と、
前記演算装置が、動作が推定される作業者の身体モデルを身体モデルデータベースから抽出し、前記抽出された身体モデルを前記人動作推定手順で推定された動作に従って前記仮想空間に配置する身体モデル配置手順と、
前記演算装置が、前記仮想空間に配置された前記身体モデルの位置と前記物体モデルの位置とに基づいて、前記身体モデルと前記物体モデルの相互関係を解析する相互関係解析手順と、
前記演算装置が、前記相互関係解析手順で解析された相互関係を出力する相互関係出力手順とを備えること特徴とする行動解析方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、行動解析システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
物体の動作を計測することで、作業を三次元的に再構成し作業効率を詳細に評価する行動分析方法が、装置設計等の様々な分野で利用されている。
【０００３】
本技術分野の背景技術として、以下の先行技術がある。特許文献１（特開２０２０－１８７７７８公報）は、空間上の３次元モデルの位置姿勢に基づいて現実画像と３次元モデルを重畳した複合現実画像を表示する表示装置と通信可能な、当該３次元モデルの位置姿勢を記憶する情報処理装置であって、前記３次元モデルのうち、作業対象となる第１のモデルと、当該第１のモデルに対する作業を行うための道具を示す第２のモデルを対応付けて記憶する記憶手段と、現実物体を検出する現実物体検出手段と、前記現実物体検出手段で検出された現実物体の位置と、前記第１のモデルの位置とが所定距離内にあるか判定する判定手段と、前記判定手段で、前記現実物体の位置と前記第１のモデルの位置とが所定距離内にあると判定された場合に、前記第１のモデルに対応する前記第２のモデルを特定する特定手段と、前記特定手段で特定された第２のモデルの空間上の位置姿勢を、前記現実物体の位置姿勢に従って決定する決定手段と、前記検出手段で検出された現実物体が所定の動きをしたことを検知する動き検知手段と、前記動き検知手段で当該現実物体が所定の動きをしたと検知した場合に、当該所定の動きをしている現実物体又は当該現実物体の位置姿勢に応じて前記決定手段で位置姿勢が決定された前記第２のモデルが、他の３次元モデルに接触したか判定する接触判定手段と、前記接触判定手段で接触したと判定された場合に、当該接触した旨を示す情報を前記表示装置の表示画面に表示すべく制御する表示制御手段と、を備えることを特徴とする情報処理装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１８７７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている発明では、物体に対する作業者の行動を解析するための三次元モデルに改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、作業者が被作業物体に実施する行動の詳細な解析を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、作業者と物体の相互関係を解析する行動解析システムであって、所定の演算処理を実行する演算装置と、前記演算装置に接続された記憶デバイスとを有する計算機によって構成され、前記演算装置が、前記作業者及び前記物体の計測データの入力を受ける入力部と、前記演算装置が、前記計測データに基づいて作業者の動作を推定する人動作推定部と、前記演算装置が、前記計測データに基づいて前記物体の位置及び姿勢を推定する物体姿勢推定部と、前記演算装置が、位置及び姿勢が推定される物体と同一形状の物体モデルを物体モデルデータベースから抽出し、前記抽出された物体モデルを前記物体位置姿勢推定部が推定した位置及び姿勢で仮想空間に配置する物体モデル配置部と、前記演算装置が、動作が推定される作業者の身体モデルを身体モデルデータベースから抽出し、前記抽出された身体モデルを前記人動作推定部が推定した動作に従って前記仮想空間に配置する身体モデル配置部と、前記演算装置が、前記仮想空間に配置された前記身体モデルの位置と前記物体モデルの位置及び姿勢に基づいて、前記身体モデルと前記物体モデルの相互関係を解析する相互関係解析部と、前記演算装置が、前記相互関係解析部が解析した相互関係を出力する相互関係出力部とを備えること特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、作業者が被作業物体に実施する行動を詳細に解析する相互関係データを提供できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１の実施の形態の演算装置が有する機能を示す機能ブロック図である。
第１の実施の形態の身体姿勢データの一例を示す図である。
第１の実施の形態の物体位置姿勢データの一例を示す図である。
第１の実施の形態の演算装置のハードウエア構成図である。
第１の実施の形態の仮想空間に構成された身体三次元モデルと物体三次元モデルの一例を示す図である。
第１の実施の形態の相互関係解析部による処理を示すフローチャートである。
第１の実施の形態の相互関係データの一例を示す図である。
第２の実施の形態の三次元物体モデル間の同時認識確率データの一例を示す図である。
第４の実施の形態の演算装置が有する機能を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
－第１の実施の形態－
以下、図１から図６を参照して、行動解析システムの第１の実施の形態を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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