(57)【要約】      （修正有）【課題】作業に含まれる一連の作業要素を高精度に推定することができる作業推定装置、作業推定方法、および作業推定プログラムを提供する。【解決手段】作業推定システムの作業推定装置は、作業に含まれる作業要素であって、複数の動作要素を含みうる作業要素のそれぞれに対応付けて、前記作業要素を行った作業者から検出された挙動の時系列データに対して所定の量子化処理を施した参照データを記憶する記憶部３２０と、作業者が作業を行った際に作業者の携帯端末に取り付けられた検出部１２０により検出された時系列データに対して前記所定の量子化処理を施す信号処理部と、前記記憶部に記憶された参照データと前記信号処理部により処理が施されたデータとの比較に基づいて、前記時系列データにおいて順次出現する作業要素を推定する推定部と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業に含まれる作業要素であって、複数の動作要素を含みうる作業要素のそれぞれに対応付けて、前記作業要素を行った作業者から検出された挙動の時系列データに対して所定の量子化処理を施した参照データを記憶する記憶部と、
作業者が作業を行った際に前記作業者に取り付けられた検出部により検出された時系列データに対して前記所定の量子化処理を施す信号処理部と、
前記記憶部に記憶された参照データと前記信号処理部により処理が施されたデータとの比較に基づいて、前記時系列データにおいて順次出現する作業要素を推定する推定部と、
を備える、作業推定装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記作業に対応付けて、複数の作業要素の出現順を示す情報を記憶し、
前記推定部は、推定した前記複数の作業要素の出現順と前記情報との比較に基づいて、前記作業を推定する、
請求項１に記載の作業推定装置。
【請求項３】
前記推定部は、前記作業要素のそれぞれについて、開始時刻から終了時刻までの所要時間を推定する、
請求項１または２に記載の作業推定装置。
【請求項４】
前記推定部により推定された作業要素ごとの所要時間の割合をグラフ化した画像を表示させるための情報を生成する情報生成部を更に備える、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の作業推定装置。
【請求項５】
作業者を撮像した画像を取得する画像取得部を更に備え、
前記推定部は、前記画像取得部により取得された画像に含まれる作業者の姿勢と、推定した作業要素との時間的な関係に基づいて、推定した作業要素における作業者の負荷を推定する、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の作業推定装置。
【請求項６】
作業者が静止した状態で作業者が携帯する携帯端末により受け付けられた音声と、前記携帯端末により受け付けられた音声に基づいて認識された作業要素と、前記携帯端末により音声が受け付けられた後において作業要素を行った作業者から検出された挙動の時系列データとに基づいて、前記作業要素のそれぞれに対応付けられた参照データを生成する参照データ生成部を更に備える、
請求項１から５のうちいずれか１項に記載の作業推定装置。
【請求項７】
前記作業要素には、物流対象物の取り出しおよび搬送ための移動、前記物流対象物の探索、および前記物流対象物の取り出しが含まれる、
請求項１から６のうちいずれか１項に記載の作業推定装置。
【請求項８】
前記物流対象物または前記物流対象物をグループ化したグループ毎に、前記推定部により推定された物流対象物を取り出しおよび搬送ための移動、前記物流対象物の探索、前記物流対象物の取り出しの所要時間、または所要時間の割合をグラフ化した画像を表示させるための情報を生成する情報生成部を備える、
請求項７に記載の作業推定装置。
【請求項９】
作業に含まれる作業要素であって、複数の動作要素を含みうる作業要素のそれぞれに対応付けて、前記作業要素を行った作業者から検出された挙動の時系列データに対して所定の量子化処理を施した参照データを記憶し、
作業者が作業を行った際に前記作業者に取り付けられた検出部により検出された時系列データに対して前記所定の量子化処理を施し、
前記参照データと前記量子化処理が施されたデータとの比較に基づいて、前記時系列データにおいて順次出現する作業要素を推定する、
作業推定方法。
【請求項１０】
前記参照データを記憶する際に、
作業者が静止した状態で作業者が携帯する携帯端末から音声を受け付け、
前記携帯端末から受け付けた音声に基づいて作業要素を認識し、
前記携帯端末により音声が受け付けられた後において作業要素を行った作業者から挙動の時系列データを検出し、
検出した時系列データに対して前記所定の量子化処理を施し、
認識した作業要素に、前記所定の量子化処理を施したデータを記憶する、
請求項９に記載の作業推定方法。
【請求項１１】
コンピュータに、
作業に含まれる作業要素であって、複数の動作要素を含みうる作業要素のそれぞれに対応付けて、前記作業要素を行った作業者から検出された挙動の時系列データに対して所定の量子化処理を施した参照データを記憶部に記憶させ、
作業者が作業を行った際に前記作業者に取り付けられた検出部により検出された時系列データに対して前記所定の量子化処理を施させ、
前記参照データと前記量子化処理が施されたデータとの比較に基づいて、前記時系列データにおいて順次出現する作業要素を推定させる、
作業推定プログラム。
【請求項１２】
前記参照データを記憶させる際に、
コンピュータに、
作業者が静止した状態で作業者が携帯する携帯端末から音声を受け付けさせ、
前記携帯端末から受け付けた音声に基づいて作業要素を認識させ、
前記携帯端末により音声が受け付けられた後において作業要素を行った作業者から挙動の時系列データを検出させ、
検出した時系列データに対して前記所定の量子化処理を施させ、
認識した作業要素に、前記所定の量子化処理を施したデータを記憶させる、
請求項１１に記載の作業推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業推定装置、作業推定方法、および作業推定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば物流過程や工場、洋上などにおける作業者の作業効率を向上させるための技術が知られている。これに関連して、特許文献１には、主にビニールハウスで作業している作業員の作業履歴を自動的に記録するための技術が記載されている。具体的には、複数のビニールハウスの各出入口に設置されたセンサにより人に反応した入退室時刻に基づいて入退室した作業員を特定し、作業者の入室時刻から退室時刻までの位置情報に基づいて、施設領域内における作業者の作業を記録している。
【０００３】
特許文献２には、複数の工程を含む生産ラインにおける各工程に関する作業時間の測定開始および測定終了の指示に従って、各工程の作業時間を繰り返して測定し、測定した各工程の作業時間に基づいて生産ラインに含まれる各工程別に平均作業時間を算出して、表示することが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、薬局業務の監視システムにおいて、薬局内に設定されたワークエリア毎における業務の様子を撮影することで、業務を行っている作業者および作業者が扱うマーク表示物を撮像し、画像内のマークを認識した場合に、マークの撮影時間、ワークエリアＩＤを含むインデックスを作成し、画像データをインデックスと関連づけて記憶することが記載されている。
【０００５】
特許文献４には、所定のセンサ値の出力値が所定の出力条件に該当するか否かを判定することで、時間と共にイベントデータを抽出し、一連の作業手順である正規作業手順について状態と遷移で示される作業グラフと、実際のイベントデータの時系列情報とから、作業内容を推定することが記載されている。
【０００６】
非特許文献１には、工場でのピッキング作業について、専用端末（時計型）を用いて、地磁気または加速度を収集し、作業員による癖など動きの違いを吸収してピッキング作業員の動きをトレースし、ピッキング作業の精度を判断するための手法が記載されている。
【０００７】
非特許文献２には、胸ポケットに入れたスマートフォンを用いて、棚から荷を取り出すという作業をした際における上体の動かし方（上体の角度）と取りにくさ（アンケート結果）を数値から推定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−３９２５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１１０００号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５８７２９号公報
【特許文献４】特開２０１１−１８４１２１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「加速度センサを用いた工場でのピッキング作業モニタリングシステム」、情報処理学会第７４回全国大会(2012/3)、河野悠，佐藤永欣，高山毅，村田嘉利，岩手県立大学
【非特許文献２】「スマートフォンを用いた倉庫内作業プローブシステムにおける作業負荷の認識に関する一検討」、電子情報通信学会総合大会講演論文集(2016/3)、佐藤 佑香，麻生敏正，東京海洋大学
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１〜４、および非特許文献１〜２に記載された技術は、一つの作業に含まれる一連の作業要素のそれぞれを推定することをしていない。
【００１１】
さらに、出荷作業には、例えば、台車と移動する、荷をとる、荷を台車に載せる、台車と移動する、荷を台車から下ろす、という一連の作業要素が含まれる。一連の作業要素のそれぞれは、例えば、物品をつかむ、はなす、移動する、止まる等の作業者の基本の動作要素を含む。これらの動作要素は、実際の作業現場の状況に応じて大きく異なる場合が多い。具体的には、動作要素は、作業の場所、物品が載置されている棚までの距離、棚の高さ、作業者の体格等により大きく異なる可能性が高い。そのため、加速度や角度の経時的なデータから動作要素の内容を推定しようとすると、個人差による誤差が大きく、精度よく作業を推定することは困難であった。
【００１２】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、作業に含まれる一連の作業要素を高精度に推定することができる作業推定装置、作業推定方法、および作業推定プログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、作業に含まれる作業要素であって、複数の動作要素を含みうる作業要素のそれぞれに対応付けて、前記作業要素を行った作業者から検出された挙動の時系列データに対して所定の量子化処理を施した参照データを記憶する記憶部と、作業者が作業を行った際に前記作業者に取り付けられた検出部により検出された時系列データに対して前記所定の量子化処理を施す信号処理部と、前記記憶部に記憶された参照データと前記信号処理部により処理が施されたデータとの比較に基づいて、前記時系列データにおいて順次出現する作業要素を推定する推定部と、を備える作業推定装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、作業に含まれる一連の作業要素を高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】集荷作業の流れの一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態の作業推定システム１の一例を示す構成図である。
【図３】携帯端末１００および作業推定装置３００の一例を示す内部構成図である。
【図４】参照データを生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】挙動データの一例を示す図である。
【図６】挙動データのうちのＹ軸加速度の挙動データを示す図である。
【図７】Ｙ軸加速度の挙動データを所定の量子化処理により変換した参照データの一例を示す図である。
【図８】作業要素を推定する処理、および情報を管理端末４００に提供する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】挙動データのうちＹ軸加速度の一例を示す図である。
【図１０】挙動データのうちＹ軸加速度に対して量子化処理を施したデータの一例を示す図である。
【図１１】比較処理の一例を示す図である。
【図１２】第１の集荷作業における、実際の作業要素の時間的な変化、および作業推定装置３００により作業要素を推定した実験結果を示す図である。
【図１３】第２の集荷作業における、実際の作業要素の時間的な変化、および作業推定装置３００により作業要素を推定した実験結果を示す図である。
【図１４】管理端末４００に提供される提供情報３６０Ａおよび３６０Ｂの一例を示す図である。
【図１５】第１の実施形態の作業推定システム１の変形例を示す構成図である。
【図１６】第２の実施形態の作業推定システム１Ａの一例を示す構成図である。
【図１７】物流管理データベース６１２の一例を示す図である。
【図１８】第２の実施形態における提供情報３６０Ｃの一例を示す図である。
【図１９】第２の実施形態における提供情報３６０Ｄの一例を示す図である。
【図２０】変形例の作業推定システム１Ｂの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の作業推定装置、作業推定方法、および作業推定プログラムの実施形態について説明する。本発明を適用した作業推定システムは、物流現場や工場、洋上等の作業現場において作業の効率化を図るために、作業者が保持する端末を利用して、作業者の作業に含まれる作業要素のそれぞれを推定するためのシステムである。「作業」とは、作業者が作業現場において繰り返し行う行動であって、一連の作業要素を含む行動である。「作業要素」とは、作業を完了させるための、複数の動作要素を含みうる作業者の一連の行動である。「動作要素」とは、作業者が各作業要素を完了させるための、作業者の単位行動、例えば、手を上げる、しゃがむ、歩く、荷をつかむ、荷を下ろすといった行動であり、挙動の時系列データにおいて特徴が一様になりやすい行動をいう。
【００１７】
以下、「作業」が物流対象物を仕分けして発送する集荷作業である場合について説明する。図１は、集荷作業の流れの一例を示す図である。作業者Ｐ１は、例えば倉庫に設置された棚１２から荷１０（物流対象物の一例）を探索し、探索した荷１０を取り出し、取り出した荷１０を台車１４に載置する。次に作業者Ｐ１は、荷１０を載せた台車１４を集荷場所まで移動させ、集荷場所において荷１０を車両２０に載せる。次に作業者Ｐ１は、次の荷１０がある棚１２へ向けて荷１０を載せていない台車１４を移動させる。
【００１８】
上述した集荷作業において、「作業」には、台車と共に荷に向けて移動する、および台車と共に荷を搬送する、荷を探索する、荷を取り出す、という３種の「作業要素」が含まれる。すなわち、３種の作業要素とは、「移動」、「探索」、「取り出し」である。「移動」という作業要素には、例えば、台車を掴む、歩行する、という「動作要素」が含まれる。また、「探索」という作業要素には、例えば、頭部を左右に動かす、体を捻る、歩行する、という「動作要素」が含まれる。「取り出し」という作業要素には、荷に向けて手を伸ばす、荷を掴む、荷を降ろす、という「動作要素」が含まれる。
【００１９】
［第１の実施形態］
（作業推定システム１の構成）
以下、第１の実施形態について説明する。図２は、第１の実施形態の作業推定システム１の一例を示す構成図である。作業推定システム１は、例えば、携帯端末１００と、作業推定装置３００と、管理端末４００とを備える。携帯端末１００と、管理端末４００と作業推定装置３００とは、ネットワーク（不図示）を介して接続されている。ネットワークは、例えば、無線基地局、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント、通信回線、プロバイダ、インターネットなどを含む。なお、これらの構成要素の全ての組み合わせが相互に通信可能である必要はなく、ネットワークは、一部にローカルなネットワークを含んでもよい。
【００２０】
携帯端末１００は、作業者Ｐ１に携帯されるスマートフォンや携帯電話などの携帯型の端末装置である。携帯端末１００は、例えば作業者Ｐ１の胸ポケットに収容される。携帯端末１００は、作業者Ｐ１の挙動に関連した挙動データを作業推定装置３００に送信する。なお、本実施形態は、挙動データを送信する装置が携帯端末１００であるが、これに限らず、ヘルメットや時計などの装着物に内蔵されたコンピュータであってよい。
【００２１】
作業推定装置３００は、挙動データに対して処理を行うサーバ装置である。作業推定装置３００は、処理結果として作業要素の推定結果に関連する情報を管理端末４００に送信する。管理端末４００は、倉庫や荷物の管理者Ｐ２により操作されるパーソナルコンピュータなどの端末装置である。管理端末４００は、作業要素の推定結果に関連する情報に基づいて、情報を管理者Ｐ２に提示する。
【００２２】
図３は、携帯端末１００および作業推定装置３００の一例を示す内部構成図である。携帯端末１００は、例えば、端末側通信部１１０と、センサ部１２０と、ユーザインターフェース部１３０と、制御部１４０とを備える。
【００２３】
端末側通信部１１０は、ＮＩＣ（Network Interface Card）や無線通信モジュールなどの通信インターフェースである。センサ部１２０は、例えば、加速度センサ１２２と、角度センサ１２４とを含む。加速度センサ１２２は、例えば、平面方向のＸ軸およびＹ軸それぞれの加速度と、鉛直方向のＺ方向の加速度を検出する。角度センサ１２４は、ピッチ角、ロール角、およびヨー角を検出する。なお、センサ部１２０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用した位置情報（緯度および経度）を取得してもよい。ユーザインターフェース部１３０は、作業者Ｐ１の操作を受け付け、画像を表示するタッチパネルや、スピーカなどの各種の機器を含む。
【００２４】
制御部１４０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、制御部１４０のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが協働することで実現されてもよい。制御部１４０は、端末側通信部１１０を用いて、Ｘ軸およびＹ軸、およびＺ方向の加速度データと、ピッチ角、ロール角、およびヨー角の角度データとを含む挙動データを作業推定装置３００に送信する。挙動データは、作業要素を行った作業者Ｐ１から検出された挙動の時系列データの一例に相当する。
【００２５】
作業推定装置３００は、例えば、通信部３１０と、参照データ記憶部３２０と、参照データ生成部３３０と、信号処理部３４０と、推定部３５０と、提供情報生成部３６０とを備える。通信部３１０は、ＮＩＣや無線通信モジュールなどの通信インターフェースである。
【００２６】
参照データ記憶部３２０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）、或いはこれらを複数用いたハイブリッド型記憶装置により実現される。また、記憶部には、ファームウェアやアプリケーションプログラム等の各種プログラム、各種機能部による処理結果などが記憶される。なお、参照データ記憶部３２０の一部または全部は、作業推定装置３００が各種ネットワークを介してアクセス可能な外部記憶装置によって実現されてもよい。外部記憶装置の一例として、ＮＡＳ（Network Attached Storage）装置が挙げられる。参照データ記憶部３２０には、作業者Ｐ１の作業要素を推定するためのデータである参照データが記憶される。また、参照データ記憶部３２０には、作業推定装置３００における処理結果などの他の情報が記憶されていてもよい。
【００２７】
参照データ生成部３３０、信号処理部３４０、推定部３５０、および提供情報生成部３６０は、例えばＣＰＵ等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、またはＦＰＧＡ等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが協働することで実現されてもよい。
【００２８】
参照データ生成部３３０は、参照データを生成する。信号処理部３４０は、通信部３１０により受信した挙動データに対して所定の量子化処理を行う。推定部３５０は、参照データと信号処理部３４０により所定の量子化処理が施されたデータとの比較に基づいて、挙動データにおいて順次出現する作業要素を推定する。提供情報生成部３６０は、推定部３５０の推定結果に基づいて、管理者Ｐ２に提供する提供情報を生成する。
【００２９】
（参照データ生成処理）
図４は、参照データを生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。参照データを生成する処理は、作業推定装置３００に登録する作業要素ごとに実行される。具体的には、参照データを生成する処理は、「移動」、「探索」、「取り出し」、という３種の「作業要素」ごとに、実行される。
【００３０】
まず携帯端末１００は、加速度センサ１２２および角度センサ１２４により検出されている加速度および方位に基づいて作業者Ｐ１が静止しているか否かを判定する（ステップＳ１００）。携帯端末１００は、作業者Ｐ１が静止している場合、音声アナウンスを出力する（ステップＳ１０２）。携帯端末１００は、ユーザインターフェース部１３０を用いて、例えば、「登録する作業要素を言ってください。」という音声を出力する。携帯端末１００は、音声認識処理を開始する（ステップＳ１０４）。
【００３１】
携帯端末１００は、音声認識処理により認識した文字列が作業要素であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。携帯端末１００は、文字列が作業要素である場合、挙動データを取得する（ステップＳ１０８）。携帯端末１００は、挙動データの取得が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。携帯端末１００は、例えば、音声認識処理により「終了」という音声を取得した場合に、挙動データの取得が終了したと判定する。なお、携帯端末１００は、ステップＳ１０６において音声が作業要素ではない場合、処理を終了する。
【００３２】
次に作業推定装置３００は、携帯端末１００により取得された挙動データを取り込む（ステップＳ１１２）。作業推定装置３００は、通信部３１０を用いて携帯端末１００から送信された端末側通信部１１０を受信することで、挙動データを取り込む。図５は、挙動データの一例を示す図である。図６は、挙動データのうちのＹ軸加速度の挙動データを示す図である。例えば、時刻ｔ１およびｔ４において音声認識処理が行われ、Ｙ軸加速度の挙動データ取得の開始時刻と終了時刻が記録され、挙動データの取得が検出される。また、作業推定装置３００は、時刻ｔ１〜ｔ２およびｔ３〜ｔ４において作業者Ｐ１の静止した状態を検出することで、取得した挙動データから時刻ｔ２〜ｔ３の期間の必要な挙動データを切り出して、参照データ記憶部３２０に記録することができる。
【００３３】
次に作業推定装置３００は、参照データ生成部３３０により所定の量子化処理を行う（ステップＳ１１４）。所定の量子化処理は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の加速度のそれぞれの加速度データ、ピッチ角、ロール角、およびヨー角の角度のそれぞれのデータを平準化する処理である。平準化する処理は、例えば、所定の範囲に含まれる値を「１」所定の範囲を超える値を「２」、所定の範囲未満の値を「０」に分類する処理である。作業推定装置３００は、所定の量子化処理により、例えば、挙動データを０、１、２の３値間で変化するデータに変換する。図７は、Ｙ軸加速度の挙動データを所定の量子化処理により変換した参照データの一例を示す図である。図７に示した参照データは、挙動データが取得された時刻ｔ２からｔ３までの期間において量子化したデータである。
【００３４】
次に作業推定装置３００は、所定の量子化処理が施されたデータ（参照データ）を参照データ記憶部３２０に記憶する（ステップＳ１１６）。
【００３５】
なお、作業推定装置３００は、例えば集荷作業を行う荷１０の種類、棚１２や台車１４の種類、倉庫毎に、参照データをカスタマイズしてもよく、荷１０の種類、棚１２や台車１４の種類、倉庫を指定して、カスタマイズした参照データを選択することができるようにしてもよい。
【００３６】
（作業要素の推定処理、および情報提供処理）
図８は、作業要素を推定する処理、および情報を管理端末４００に提供する処理の流れの一例を示すフローチャートである。作業要素を推定する処理、および情報を管理端末４００に提供する処理は、所定の期間毎に繰り返して実行されるが、これに限らず、挙動データを取得したタイミングで開始されてもよい。
【００３７】
まず、作業推定装置３００は、通信部３１０を用いて、携帯端末１００から時系列の挙動データを取得する（ステップＳ２００）。次に作業推定装置３００は、信号処理部３４０を用いて、取得した挙動データに対して所定の量子化処理を行う（ステップＳ２０２）。信号処理部３４０における所定の量子化処理は、参照データ生成部３３０における所定の量子化処理と同じ処理である。
【００３８】
次に作業推定装置３００は、参照データ記憶部３２０に記憶されている参照データを一つ選択する（ステップＳ２０４）。次に作業推定装置３００は、推定部３５０を用いて、量子化処理が施されたデータと参照データとを比較する（ステップＳ２０６）。作業推定装置３００は、例えばＤＰマッチングと称される手法を用いて、参照データの時間軸を伸長または圧縮して、双方のデータを比較する。また、作業推定装置３００は、量子化処理が施されたデータの時間軸を圧縮または伸長してもよく、双方の時間軸を伸長または圧縮をしてもよい。これにより、作業推定装置３００は、参照データと実際の集荷作業に要した時間の差を小さくして双方のデータを比較することができる。
【００３９】
次に作業推定装置３００は、比較された結果としてスコアを算出する（ステップＳ２０８）。作業推定装置３００は、例えば、ある時刻において比較している双方のデータの値が一致している場合にはスコアを高くし、ある時刻において比較している双方のデータの値が一致していない場合にはスコアを低くする。なお、作業推定装置３００は、スコアに限らず、双方のデータが一致していない割合を表すコストを算出してもよく、さらには双方のデータが一致している割合を表す類似度を算出してもよい。
【００４０】
次に作業推定装置３００は、所定の量子化処理が施されたデータについて、全ての参照データを選択したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。作業推定装置３００は、全ての参照データを選択していない場合、ステップＳ２０４に処理を戻す。
【００４１】
作業推定装置３００は、全ての参照データを選択した場合、スコアが最も高い作業要素が、取得した挙動データにおいて出現した作業要素であることを推定する（ステップＳ２１２）。
【００４２】
次に作業推定装置３００は、推定した作業要素に基づいて作業全体を推定する（ステップＳ２１４）。作業推定装置３００は、移動、探索、取り出し、という３種の作業要素が順次出現した場合、作業全体が集荷作業であることを推定する。
【００４３】
次に作業推定装置３００は、推定結果の送信タイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ２１６）。作業推定装置３００は、例えば、管理端末４００から推定結果を要求するコマンドを受信した場合、推定結果の送信タイミングが到来したと判定する。作業推定装置３００は、コマンドを受信したタイミングに限らず、所定の繰り返し期間が到来したことに応じて推定結果の送信タイミングが到来したと判定してもよい。
【００４４】
作業推定装置３００は、推定結果の送信タイミングが到来した場合、提供情報生成部３６０により提供情報を生成する（ステップＳ２１８）。次に作業推定装置３００は、生成した提供情報を管理端末４００に送信する（ステップＳ２２０）。
【００４５】
（作業要素の推定処理）
図９は、挙動データのうちＹ軸加速度の一例を示す図である。作業推定装置３００は、上述したステップＳ２００において図９に示すような挙動データを取得したものとする。図１０は、挙動データのうちＹ軸加速度に対して量子化処理を施したデータの一例を示す図である。作業推定装置３００は、図９に示した挙動データに対して、略静止期間に時間的に挟まれる期間を切り出し、所定の量子化処理を施すことで、図１０に示すようなデータを取得する。
【００４６】
図１１は、比較処理の一例を示す図である。推定部３５０は、図１１（ａ）に示す量子化処理が施されたデータＤ１のうち所定期間の枠に含まれるデータＤ１−１と、図１１（ｂ）に示す参照データＤ１１、図１１（ｃ）に示す参照データＤ１２、および図１１（ｄ）に示す参照データＤ１３のそれぞれとを比較する。推定部３５０は、データＤ１−１からオフセット期間だけずらしたデータＤ１−２と、図１１（ｂ）に示す参照データＤ１１、図１１（ｃ）に示す参照データＤ１２、および図１１（ｄ）に示す参照データＤ１３のそれぞれとを比較する。さらに、推定部３５０は、データＤ１−２からオフセット期間だけずらしたデータＤ１−３と、図１１（ｂ）に示す参照データＤ１１、図１１（ｃ）に示す参照データＤ１２、および図１１（ｄ）に示す参照データＤ１３のそれぞれとを比較する。このように、推定部３５０は、オフセット期間だけずらしたデータと、参照データのそれぞれとを比較する処理を繰り返す。
【００４７】
推定部３５０は、所定期間の枠に含まれるデータと参照データとを比較する際に、参照データを時間軸において圧縮または伸長する処理（スケーリング処理）を行って、スケーリング処理が施された参照データと所定期間の枠に含まれるデータとを比較する。推定部３５０は、例えば、参照データを時間軸において、１．１倍、１．２倍、或いは０．９倍、０．８倍といったスケーリング処理を行ってから比較する。その場合、推定部３５０は、一つの作業要素に対応する参照データに対して当てはめた倍率を、他の作業要素に対応する参照データに援用してもよい。
【００４８】
そして、推定部３５０は、比較した結果として所定期間の枠に含まれるデータ毎にスコアを算出し、所定期間の枠に含まれるデータ毎に最も高いスコアに対応する作業要素を推定する。これにより、推定部３５０は、作業に含まれる作業要素の出現順で、作業要素を推定することができる。
【００４９】
また、推定部３５０は、作業要素が連続して出現する場合、それを合算することで、作業要素のそれぞれの開始時刻から終了時刻までの所要時間として推定することができる。
【００５０】
（作業全体の推定処理）
図１２は、第１の集荷作業における、実際の作業要素の時間的な変化、および作業推定装置３００により作業要素を推定した実験結果を示す図である。図１２の真値は、実際の作業者の作業に対応した作業要素の変化を表す。作業要素ＩＤは、作業要素を特定する情報である。
【００５１】
第１の集荷作業は、台車１４と共に荷１０に向けて移動する（ＩＤ＝１）、荷１０を探索する（ＩＤ＝２）、荷１０を取り出す（ＩＤ＝０）、荷１０を載せた台車と共に移動する（ＩＤ＝１）という順で作業要素が出現する。作業推定装置３００は、順次出現する作業要素をそれぞれ推定することで、１、２、０、１の順序で作業要素が推定できていることが分かる。また、図１２（ａ）に示す作業要素ＩＤの変化と、図１２（ｂ）に示す作業要素ＩＤの変化とは、作業者が異なるため、各作業要素に要する時間が異なっている。この場合であっても、作業推定装置３００によれば、真値に近い作業要素の推定結果を得ることができることが分かる。
【００５２】
作業推定装置３００は、第１の集荷作業の真値に対応する作業要素ＩＤの時系列パターンを表す情報を、例えば、参照データ記憶部３２０に記憶する。推定部３５０は、推定した作業要素に対応した作業要素ＩＤの配列が、１、２、０、１の順序であるかを、類似度から判定する。なお、推定部３５０は、推定した結果と、予め設定した順序とを比較し、上述した比較処理と同様に、類似度（またはコスト）を算出すればよい。推定部３５０は、推定した作業要素に対応した作業要素ＩＤの配列が、予め設定した１、２、０、１の順序に類似する場合、作業者Ｐ１が行った作業が第１の集荷作業であることを判定する。推定部３５０は、推定した作業要素に対応した作業要素ＩＤの配列が、予め設定した１、２、０、１の順序に類似しない場合、作業者Ｐ１が行った作業が第１の集荷作業ではないことを判定する。これにより、作業推定装置３００は、作業全体を推定することができる。
【００５３】
図１３は、第２の集荷作業における、実際の作業要素の時間的な変化、および作業推定装置３００により作業要素を推定した実験結果を示す図である。第２の集荷作業は、台車１４と共に荷１０に向けて移動する（ＩＤ＝１）、荷１０を取り出す（ＩＤ＝０）、台車１４と共に荷１０を移動する（ＩＤ＝１）という順で作業要素が出現する。作業推定装置３００は、順次出現する作業要素をそれぞれ推定することで、１、０、１の順序で作業要素が推定できていることが分かる。また、図１３（ａ）に示す作業要素ＩＤの変化と、図１３（ｂ）に示す作業要素ＩＤの変化とは、作業者が異なるため、各作業要素に要する時間が異なっている。この場合であっても、作業推定装置３００によれば、真値に近い作業要素の推定結果を得ることができることが分かる。
【００５４】
作業推定装置３００は、第１の集荷作業の真値に対応する作業要素ＩＤの時系列パターンを表す情報を、例えば、参照データ記憶部３２０に記憶する。推定部３５０は、推定した作業要素に対応した作業要素ＩＤの配列が、１、０、１の順序であるかを、類似度から判定する。推定部３５０は、推定した作業要素に対応した作業要素ＩＤの配列が、予め設定した１、０、１の順序に類似する場合、作業者Ｐ１が行った作業が第２の集荷作業であることを判定する。推定部３５０は、推定した作業要素に対応した作業要素ＩＤの配列が、予め設定した１、０、１の順序に類似しない場合、作業者Ｐ１が行った作業が第２の集荷作業ではないことを判定する。これにより、作業推定装置３００は、作業全体を推定することができる。
【００５５】
（提供情報の生成処理）
図１４は、管理端末４００に提供される提供情報３６０Ａおよび３６０Ｂの一例を示す図である。提供情報３６０Ａおよび３６０Ｂは、推定部３５０により推定された作業要素ごとの所要時間の割合を円グラフ化した画像を表示させるための情報である。提供情報生成部３６０は、作業者Ｐ１の作業時間における推定部３５０により推定された作業要素ごとの所要時間の割合を算出する。提供情報生成部３６０は、算出した作業要素ごとの所要時間の割合に基づいて、円グラフを表示させるための情報を生成する。
【００５６】
作業推定装置３００は、推定結果の送信タイミングにおいて提供情報３６０Ａを管理端末４００に送信し、管理端末４００によりグラフ化した画像を表示させる。これにより、作業推定装置３００は、提供情報３６０Ａに対応した円グラフを表示させることができる。この結果、管理者Ｐ２は、集荷作業における探索の割合が多いことを直感的に認識することができ、荷１０や棚１２の配置などの改善作業を行うことができる。
【００５７】
荷１０や棚１２の配置を変更した後の推定結果の送信タイミングが到来したことに応じ、作業推定装置３００は、提供情報３６０Ｂを管理端末４００に送信し、管理端末４００によりグラフ化した画像を表示させる。これにより、作業推定装置３００は、提供情報３６０Ｂに対応した円グラフを表示させることができる。この結果、管理者Ｐ２は、探索の割合が少なくなったことを直感的に認識することができ、荷１０や棚１２の配置などの改善作業が効果的に実施できたことを認識することができる。
【００５８】
（姿勢の抽出処理）
なお、提供情報の生成処理には、作業を行っている最中における姿勢のうち作業者Ｐ１にとって負担が大きい姿勢を抽出する処理を含めてもよい。図１５は、第１の実施形態の作業推定システム１の変形例を示す構成図である。この場合、作業推定装置３００は、倉庫内の空間を撮像するカメラ装置２００をさらに備え、撮像した結果としての動画データを取得し、通信部３１０に送る。通信部３１０により取得した動画データから作業者Ｐ１の姿勢のうち、負担が大きい姿勢を抽出する。負担が大きい姿勢とは、例えば、床面の荷１０を取るため、作業者Ｐ１が腰を大きく曲げる姿勢である。作業推定装置３００は、負担が大きい姿勢を抽出した動画データの時刻に推定された作業要素を特定し、特定した作業要素における作業者Ｐ１の負荷が高いことを推定する。
【００５９】
（第１の実施形態の効果）
第１の実施形態の作業推定システム１によれば、作業者から検出された挙動の時系列データに対して所定の量子化処理を施した参照データを記憶しておき、参照データと、挙動データに対して量子化処理が施されたデータとの比較に基づいて、挙動データにおいて順次出現する作業要素を推定することにより、作業に含まれる一連の作業要素を高精度に推定することができる。前述したように、動作要素は、作業者Ｐ１の行動から検出される挙動において出現する特徴が一様であり、また作業者の体格、作業場所の条件等により変動するため、これを単体で推定するには複雑かつ高度な情報処理が必要となる。一方、動作要素間では、検出される特徴が大きく異なるため、動作要素全体として捉えた場合の特徴の変化は、個人差や条件の差に余り依存せず、判別しやすいものとなる。すなわち、作業要素においては、各動作要素の特徴の差が順次現れるため、一般化してコンピュータにより判別するのが比較的容易である。
【００６０】
また、第１の実施形態の作業推定システム１によれば、作業に対応付けた複数の作業要素の出現順を示す情報と、推定した複数の作業要素の出現順との比較に基づいて作業を推定することができる。これにより、作業推定システム１によれば、予め設定された作業を作業者Ｐ１が行っているか否かを監視することができる。
【００６１】
さらに、第１の実施形態の作業推定システム１によれば、順次出現する作業要素のそれぞれを開始時刻から終了時刻までの所要時間を推定することができるので、所要時間に基づいて荷１０や棚１２の配置を変更するなどの改善を行うことができる。例えば、作業要素の「探索」の所要時間の割合を少なくするように、荷１０や棚１２の配置を変更することができる。
【００６２】
さらに、第１の実施形態の作業推定システム１によれば、推定された作業要素ごとの所要時間の割合をグラフ化した画像を表示させるための情報を生成することにより、管理者Ｐ２にグラフ化した画像を提示することができる。これにより、作業推定システム１によれば、作業要素をわかりやすく認識させることができ、利便性を向上させることができる。
【００６３】
さらに、第１の実施形態の作業推定システム１によれば、動画データから抽出した作業者Ｐ１の姿勢と、推定した作業要素との時間的な関係に基づいて、推定した作業要素における作業者Ｐ１の負荷を推定するので、作業者Ｐ１の負荷を抑制するような改善を行うことができる。
【００６４】
［第２の実施形態］
以下、第２の実施形態について説明する。図１６は、第２の実施形態の作業推定システム１Ａの一例を示す構成図である。第２の実施形態の作業推定システム１Ａは、荷１０ごと、または棚１２毎、または倉庫毎に、推定部３５０により推定された作業要素ごとの所要時間の割合をグラフ化した画像を表示させるための情報を生成する点で、第１の実施形態とは異なる。棚１２、または倉庫は、荷１０をグループ化したグループの一例である。以下、この相違点を中心に説明する。
【００６５】
第２の実施形態の作業推定システム１Ａは、第１の実施形態の作業推定システム１に加えて、例えば、物流管理サーバ６００と、ハンディターミナル５００とを備える。物流管理サーバ６００は、例えばＣＰＵ等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現されるサーバ装置である。物流管理サーバ６００は、荷１０を管理するための物流管理データベース記憶部６１０に対して情報を登録する。図１７は、物流管理データベース６１２の一例を示す図である。物流管理データベース６１２は、例えば、荷ＩＤに対応付けて、倉庫ＩＤ、棚ＩＤ、および集荷時刻を記憶する。
【００６６】
ハンディターミナル５００は、例えば、コード読み取り装置、無線通信用のＮＩＣ、ＣＰＵ等の処理部を備える端末装置である。ハンディターミナル５００は、作業者Ｐ１が荷１０を集荷する際に、例えば、コード読取装置により荷１０に貼付されたコードを読み取ることで、荷ＩＤを取得する。ハンディターミナル５００は、ＮＩＣにより、荷１０のＩＤに、集荷時刻としての時刻情報および作業者ＩＤを付加して、物流管理サーバ６００および作業推定装置３００Ａに送信する。
【００６７】
作業推定装置３００Ａは、ハンディターミナル５００から荷ＩＤ、利用者ＩＤおよび集荷時刻を受信した場合、荷ＩＤ、利用者ＩＤおよび集荷時刻を記憶する。作業推定装置３００Ａは、受信した作業者ＩＤに基づいて、作業者ＩＤに対応する作業者Ｐ１の作業要素を取得する。作業推定装置３００Ａは、例えば、携帯端末１００の識別情報に対応付けられた作業者ＩＤに、作業者Ｐ１から検出された挙動データに基づいて推定した作業要素を対応付けて予め記憶しておくことで、ハンディターミナル５００から受信した作業者ＩＤに対応する作業者Ｐ１の作業要素を取得する。また、作業推定装置３００Ａは、取得した作業者Ｐ１の作業要素からハンディターミナル５００から受信した集荷時刻に対応する作業要素を抽出し、抽出した作業要素を含む作業を取得する。これにより、作業推定装置３００Ａは、荷ＩＤに対応する荷１０の集荷作業について、作業要素ごとの所要時間、および所要時間の割合を算出することができる。
【００６８】
また、作業推定装置３００Ａは、物流管理サーバ６００から荷ＩＤに対応付けられた、倉庫ＩＤまたは棚ＩＤを取得してもよい。作業推定装置３００Ａは、荷ＩＤに対応付けられた倉庫ＩＤごとに、作業要素ごとの所要時間、および所要時間の割合を算出することができる。また、作業推定装置３００Ａは、荷ＩＤに対応付けられた棚ＩＤごとに、作業要素ごとの所要時間、および所要時間の割合を算出することができる。
【００６９】
図１８は、第２の実施形態における提供情報３６０Ｃの一例を示す図である。作業推定装置３００Ａは、荷ＩＤ、棚ＩＤ、または倉庫ＩＤと、移動時間、探索時間、または取り出し時間との関係を棒グラフにした提供情報３６０Ｃを作成して、管理端末４００に提供することができる。これにより、管理者Ｐ２は、長い作業時間を要する荷１０、棚１２または倉庫を認識することができる。
【００７０】
図１９は、第２の実施形態における提供情報３６０Ｄの一例を示す図である。作業推定装置３００Ａは、荷１０ごと、倉庫ごと、または棚ごとに、作業要素間における所要時間の割合を表す提供情報３６０Ｃを作成して、管理端末４００に提供することができる。これにより、管理者Ｐ２は、移動時間、探索時間、取り出し時間のうちどの作業要素に長い作業時間を要するかを認識することができる。
【００７１】
［変形例］
以下、第１の実施形態および第２の実施形態の変形例について説明する。図２０は、変形例の作業推定システム１Ｂの構成図である。変形例の作業推定システム１Ｂは、倉庫Ｗ−１、・・・Ｗ−Ｎごとに、倉庫で集荷作業を行う作業者の携帯端末１００から挙動データを収集する中継装置７００−１、・・・７００−Ｎを備える。中継装置７００−１、・・・７００−Ｎは、無線通信、または有線通信を利用して複数の携帯端末１００から挙動データを取得して蓄積する。中継装置７００−１、・・・７００−Ｎは、例えば、集荷作業を行っている最中には挙動データを収集せず、集荷作業をしていない終業時間などに有線ケーブルにより携帯端末１００から挙動データを収集する。中継装置７００−１、・・・７００−Ｎは、例えば１日に１回、複数の携帯端末１００から収集した挙動データを作業推定装置３００Ｂに送信する。作業推定装置３００Ｂは、例えば、作業者毎、荷１０毎、棚１２毎、または倉庫Ｗ毎に、荷ＩＤに対応する荷１０の集荷作業について、作業要素ごとの所要時間の割合を算出することができる。
【００７２】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１、１Ａ、１Ｂ…作業推定システム、１０…荷、１２…棚、１４…台車、１００…携帯端末、１１０…端末側通信部、１２０…センサ部、１２２…加速度センサ、１２４…角度センサ、１３０…ユーザインターフェース部、１４０…制御部、２００…カメラ装置、３００、３００Ａ、３００Ｂ…作業推定装置、３１０…通信部、３２０…参照データ記憶部、３３０…参照データ生成部、３４０…信号処理部、３５０…推定部、３６０…提供情報生成部、３６０Ａ、３６０Ｂ、３６０Ｃ…提供情報、４００…管理端末、５００…ハンディターミナル、６００…物流管理サーバ、６１０…物流管理データベース記憶部、６１２…物流管理データベース、７００−１、７００−Ｎ…中継装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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