(57)【要約】【課題】  施工管理業務の省力化を図るとともに正確かつ適切に施工状況を把握して、施工情報の蓄積を継続的に行うことを可能とする。【解決手段】  作業者または作業機械の少なくとも一方からなる工程判別対象の動作を撮影する撮影手段１０と、撮影手段１０で撮影した動作映像に基づいて工程判別対象の動作パターンを解析する動作パターン解析手段２０と、工程判別対象に関する複数の動作パターンと作業内容とを関連づけて記憶する動作パターン記憶手段６１と、解析した動作パターンと、記憶されている動作パターンとを比較して、工程判別対象の作業内容を決定する作業内容決定手段３０と、決定した作業内容に基づいて、施工工程を判別する施工工程判別手段４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者または作業機械の少なくとも一方からなる工程判別対象の動作を撮影する撮影手段と、
撮影手段で撮影した動作映像に基づいて工程判別対象の動作パターンを解析する動作パターン解析手段と、
工程判別対象に関する複数の動作パターンと作業内容とを関連づけて記憶する動作パターン記憶手段と、
解析した動作パターンと、記憶されている動作パターンとを比較して、工程判別対象の作業内容を決定する作業内容決定手段と、
決定した作業内容に基づいて、施工工程を判別する施工工程判別手段と、
を備えたことを特徴とする工程判別システム。
【請求項２】
前記動作パターン解析手段は、工程判別対象の所定部位の位置及び動作方向に基づいて、動作パターンを解析する、
ことを特徴とする請求項１に記載の工程判別システム。
【請求項３】
工程判別対象を個別に識別するための識別情報を取得する識別情報取得手段と、
施工予定データを記憶する施工予定データ記憶手段と、を備え、
前記施工工程判別手段は、決定した作業内容に加えて、取得した工程判別対象の識別情報と、記憶されている施工予定データとに基づいて、施工工程を判別する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の工程判別システム。
【請求項４】
撮影した動作映像に含まれる環境情報から工事種別を判別する工事種別判別手段を備え、
前記施工工程判別手段は、判別した工事種別を加味して施工工程を判別する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の工程判別システム。
【請求項５】
判別した施工工程に基づいて、出来高を判定する出来高判定手段、
を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の工程判別システム。
【請求項６】
作業者または作業機械の少なくとも一方からなる工程判別対象の動作を撮影し、
撮影した動作映像に基づいて工程判別対象の動作パターンを解析し、
工程判別対象に関する複数の動作パターンと作業内容とを関連づけて記憶しておき、解析した動作パターンと、記憶されている動作パターンとを比較して、工程判別対象の作業内容を決定し、
決定した作業内容に基づいて、施工工程を判別する、
ことを特徴とする工程判別方法。
【請求項７】
工程判別対象の所定部位の位置及び動作方向に基づいて、動作パターンを解析する、
ことを特徴とする請求項６に記載の工程判別方法。
【請求項８】
工程判別対象を個別に識別する識別情報を取得し、
決定した作業内容に加えて、取得した工程判別対象の識別情報と、記憶されている施工予定データとに基づいて、施工工程を判別する、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の工程判別方法。
【請求項９】
撮影した動作映像に含まれる環境情報から工事種別を判別し、
判別した工事種別を加味して施工工程を判別する、
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の工程判別方法。
【請求項１０】
判別した施工工程に基づいて、出来高を判定する、
ことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の工程判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は工程判別システム及び工程判別方法に関するものであり、詳しくは、作業者または作業機械の動作を撮影して動作パターンを解析することにより、作業工程を判別するための工程判別システム及び工程判別方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
施工現場では、職員自らが現場内を巡回して、目視および職長へのヒアリング等により、日々の進捗状況を確認している。また、造成工事などにおいては、ドローン等のＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ  ａｅｒｉａｌ  ｖｅｈｉｃｌｅ）による撮影データから進捗状況を把握する場合もある。
【０００３】
進捗状況は、確認する職員や職長個々の感覚に依存することが多く、未習熟の職員では確認が難しいという問題がある。また、 職員自らが、現場内を巡回するには多大な労力を有するだけではなく、職員がすべての施工内容や場所、人数(人物)を把握することが難しい場合もある。さらに、全体の施工状況の確認は、その日の最後(例えば夕礼)の時にしかわからない。そこで、職員等の労力を軽減するとともに、施工状況を正確に把握するための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、画像情報を利用して作業者、作業内容や機械を認識して、作業に関する情報を表示する工事管理支援装置に関するものである。この工事管理支援装置は、作業者を認識するための作業者特定情報を格納する記憶部と、撮像手段により撮像された対象工事の画像情報を取得する取得部と、作業者特定情報を参照して、取得した画像情報を解析し、作業者を認識する画像解析部と、認識した作業者の作業時間を計測する計測部と、認識した作業者と、当該作業者に関連付けられた作業時間とを含む作業情報を表示する表示部を有している。
【０００５】
特許文献２に記載された技術は、建築工事等の進捗状況を効率的に判定するための状況判定システムに関するものである。この状況判定システムは、工事現場における工程に用いる建築要素を記録した建築要素情報記憶部と、工事現場を撮影した撮影画像を記録する現場画像情報記録部と、管理者端末に接続された制御部とを備えた管理サーバを用いる。そして、制御部が、現場画像情報記録部に記録された撮影画像に含まれる建築要素を特定し、建築要素情報記憶部を用いて、建築要素に関連付けられた工程を特定するようになっている。特定した工程は、管理者端末に出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−２０１０７４号公報
【特許文献２】特開２０１７−１０７４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した特許文献に記載された技術を含めて従来の技術は、施工管理業務を省力化するための工夫がなされているが、さらなる省力化を図るとともに正確かつ適切に施工状況を把握するための技術の開発が望まれていた。
【０００８】
なお、特許文献１には、作業者や作業機械の動作パターンを認識して作業内容を特定することができるという記載があるが、どのように動作パターンを認識して作業内容を特定するのかに関する具体的な方法については何ら開示されていない。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、施工管理業務の省力化を図るとともに正確かつ適切に施工状況を把握して、施工情報の蓄積を継続的に行うことが可能な工程判別システム及び工程判別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る工程判別システム及び工程判別方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明に係る工程判別システムは、作業者または作業機械の少なくとも一方からなる工程判別対象の動作を撮影する撮影手段と、撮影手段で撮影した動作映像に基づいて工程判別対象の動作パターンを解析する動作パターン解析手段と、工程判別対象に関する複数の動作パターンと作業内容とを関連づけて記憶する動作パターン記憶手段と、解析した動作パターンと、記憶されている動作パターンとを比較して、工程判別対象の作業内容を決定する作業内容決定手段と、決定した作業内容に基づいて、施工工程を判別する施工工程判別手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、上述した構成に加えて、動作パターン解析手段は、工程判別対象の所定部位の位置及び動作方向に基づいて、動作パターンを解析することが可能である。
【００１２】
また、上述した構成に加えて、工程判別対象を個別に識別するための識別情報を取得する識別情報取得手段と、施工予定データを記憶する施工予定データ記憶手段とを備えた構成とすることが可能である。このような構成の場合に、施工工程判別手段は、決定した作業内容に加えて、取得した工程判別対象の識別情報と、記憶されている施工予定データとに基づいて、施工工程を判別する。
【００１３】
また、上述した構成に加えて、撮影した動作映像に含まれる環境情報から工事種別を判別する工事種別判別手段を備えた構成とすることが可能である。このような構成の場合に、施工工程判別手段は、判別した工事種別を加味して施工工程を判別する。
【００１４】
また、上述した構成に加えて、判別した施工工程に基づいて、出来高を判定する出来高判定手段を備えた構成とすることが可能である。
【００１５】
本発明に係る工程判別方法は、作業者または作業機械の少なくとも一方からなる工程判別対象の動作を撮影する工程と、撮影した動作映像に基づいて工程判別対象の動作パターンを解析する工程と、工程判別対象に関する複数の動作パターンと作業内容とを関連づけて記憶しておき、解析した動作パターンと、記憶されている動作パターンとを比較して、工程判別対象の作業内容を決定する工程と、決定した作業内容に基づいて、施工工程を判別する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１６】
また、上述した構成に加えて、工程判別対象の所定部位の位置及び動作方向に基づいて、動作パターンを解析することが可能である。
【００１７】
また、上述した構成に加えて、工程判別対象を個別に識別する識別情報を取得する工程を含む構成とすることが可能である。このような構成の場合には、決定した作業内容に加えて、取得した工程判別対象の識別情報と、記憶されている施工予定データとに基づいて、施工工程を判別する。
【００１８】
また、上述した構成に加えて、撮影した動作映像に含まれる環境情報から工事種別を判別する工程を含むことが可能である。このような構成の場合には、判別した工事種別を加味して施工工程を判別する。
【００１９】
また、上述した構成に加えて、判別した施工工程に基づいて、出来高を判定する工程を含む構成とすることが可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る工程判別システム及び工程判別方法によれば、工程判別対象（作業者、作業機械）の動作を撮影して動作パターンを解析することにより、作業工程を判別している。したがって、人手による作業に頼ることなく、施工管理業務の省力化を図るとともに正確かつ適切に施工状況を把握して、施工情報の蓄積を継続的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る工程判別システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態に係る工程判別方法のフローチャート。
【図３】動作パターンの解析及び作業内容の決定を説明する説明図（作業者）。
【図４】動作パターンの解析及び作業内容の決定を説明する説明図（作業機械）。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る工程判別システム及び工程判別方法を説明する。図１〜図４は本発明の実施形態に係る工程判別システム及び工程判別方法を説明するもので、図１は工程判別システムの概略構成を示すブロック図、図２は工程判別方法のフローチャート、図３及び図４は動作パターンの解析及び作業内容の決定を説明する説明図である。
【００２３】
＜工程判別システム及び工程判別方法の概要＞
本発明の実施形態に係る工程判別システム及び工程判別方法は、作業者または作業機械の動作パターンを解析して作業内容を決定することにより、作業者または作業機械が実施している工程を判別するためのシステム及び方法であり、作業者または作業機械の動作を撮影することにより取得した動作映像に基づいて工程を判別する点に特徴がある。なお、工程の判別対象となるのは、作業者、作業機械のいずれか一方または双方であり、作業者及び作業機械を工程判別対象と称して説明を行う。
【００２４】
＜工程判別システム＞
本発明の実施形態に係る工程判別システム１００は、図１に示すように、撮影手段１０と、動作パターン解析手段２０と、動作パターン記憶手段６１と、作業内容決定手段３０と、施工工程判別手段４０とを主要な構成要素としており、さらに、識別情報取得手段７０と、施工予定データ記憶手段６２と、工事種別判別手段９０と、出来高判定手段５０とを備えていてもよい。
【００２５】
本発明の実施形態に係る工程判別システム１００は、撮影手段１０として機能するカメラ及びその付帯機器と、コンピュータ及びその付帯機器と、コンピュータにインストールされたソフトウェア（プログラム）により構成されるシステムであり、ソフトウェアがコンピュータに読み込まれることにより、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働した具体的手段によって、施工工程を判別するための情報の演算または加工を実現するようになっている。コンピュータの付帯機器とは、コンピュータの機能を発揮するためにコンピュータに接続された各種の機器のことであり、キーボード、マウス、タッチパッド、スキャナ等の入力手段、液晶表示装置、プリンタ、アンプ及びスピーカ等の出力手段、ＨＤＤ、ＳＤＤ、ＤＶＤ等の記憶手段等を含んでいる。
【００２６】
なお、動作パターン記憶手段６１と施工予定データ記憶手段６２は、コンピュータ（図示せず）とデータ通信可能に接続されたサーバ６０の機能手段とすることが好ましい。
【００２７】
＜撮影手段＞
撮影手段１０は工程判別対象の動作を撮影するための手段であり、詳細には図示しないが、撮像レンズ及び撮像素子を備えた電子カメラと、電子カメラに付帯して撮像データを送信するための撮像データ送信手段（無線通信等によるデータ送信装置）等を備えている。また、電子カメラは、合焦機構、ズーム機構、パン・チルト機構を備えていてもよく、さらに、施工現場内を巡回する移動手段８０を備えていてもよい。
【００２８】
移動手段８０としては、例えば、室内ドローンや施工現場内を自動巡回する自動巡回装置を利用することができる。また、撮影手段１０を作業者（職長）が着用するヘルメット等に装着して、作業者（職長）が施工現場内を巡回する際に撮影を行ってもよい。また、撮影手段１０は、広範囲を撮影することができる３６０°カメラを使用することが好ましい。
【００２９】
＜動作パターン解析手段＞
動作パターン解析手段２０は、撮影手段１０で撮影した動作映像に基づいて工程判別対象の動作パターンを解析するためのプログラムからなる。動作パターンを解析するためのアルゴリズムには種々のものがあり、例えば、Ｒｅａｌｔｉｍｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｐｅｒｓｏｎ  Ｐｏｓｅ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、Ｌｕｃａｓ−Ｋａｎａｄｅ法、Ｆａｒｎｅｂａｃｋ法を挙げることができる。
【００３０】
動作パターンを解析するには、作業者や作業機械の所定部位の位置データ及び動作方向データを取得して、上述したアルゴリズムにより解析を行う。所定部位とは、工種判別対象が作業者である場合には、頭、肩、腕、腰、腿、足首、つま先等のことであり、工種判別対象が作業機械である場合には、機械本体、車輪、無限軌道、アーム、フック、ブレード、バケット等のことである。
【００３１】
作業者のパターンは、頭、肩、腕、腰、腿、足首、つま先等の位置及び動作方向で解析することができる。例えば、左官作業の場合には、片方の手で盛板を保持し、他方の手でコテを動かす動作であり、土砂運搬作業の場合には、両手で運搬車のハンドルを保持し、搬送元から搬送先まで移動する動作であり、鉄筋組立作業は、片方の手で鉄筋を保持し、他方の手で結束部に番線を巻き付ける動作である。すなわち、作業者は作業内容に応じてほぼ同様の動作を行うため、所定部位の位置及び動作方向に基づいて動作パターンを解析することができる。
【００３２】
作業機械の動作パターンは、機械本体、車輪、無限軌道、アーム、フック、ブレード、バケット等の位置及び動作方向で解析することができる。例えば、盛り土作業の場合には、ダンプトラックによる盛り土材料の運び込み、ブルドーザによる敷き均し等の一連の動作が行われ、土砂運搬作業の場合には、バックホーを用いて土砂をダンプトラックに積み込む動作が行われ、荷揚げ作業の場合には、クレーンのアームの旋回、フックによる吊り荷の保持、荷下ろし場所においてフックから吊り荷を外すという一連の動作が行われる。すなわち、作業機械は作業内容に応じてほぼ同様の動作を行うため、所定部位の位置及び動作方向に基づいて動作パターンを解析することができる。
【００３３】
＜動作パターン記憶手段＞
動作パターン記憶手段６１は、工程判別対象に関する複数の動作パターンと作業内容とを関連づけて記憶するための装置であり、例えば、コンピュータに付帯したＨＤＤ等の記憶装置により構成する。上述したように、作業者や作業機械の動作パターンは、作業内容に応じて判別することができるため、予め、作業内容に応じた動作パターンを記憶しておくことにより、動作パターンと作業内容の対応関係を把握することができる。
【００３４】
また、作業者や作業機械の動作パターンと作業内容とは、ディープラーニング等の機械学習を実施することにより関連付けてもよい。この場合、数多くのサンプルについて動作パターンと作業内容の関係性を機械学習させることにより、動作パターンと作業内容とを精度良く関連付けることができる。
【００３５】
＜作業内容決定手段＞
作業内容決定手段３０は、解析した動作パターンと、記憶されている動作パターンとを比較して、工程判別対象の作業内容を決定するためのプログラムからなる。上述したように、作業者や作業機械の動作パターンは、作業内容に応じて判別することができ、動作パターン記憶手段６１には、作業者や作業機械の動作パターンと作業内容とが関連付けて記憶されている。したがって、解析した動作パターンと、記憶されている動作パターンとを比較することにより、作業者や作業機械の作業内容を決定することができる。
【００３６】
＜施工工程判別手段＞
施工工程判別手段４０は、決定した作業内容に基づいて、施工工程を判別するためのプログラムからなる。土木及び建築の施工現場では、施工の進行に伴って順次、種々の作業が実施される。例えば、建築物の施工現場では、杭打ち、山留め及び掘削、クレーンの設置、足場の設置、コンクリート打設、内装工事、外装工事等が、順を追ってあるいは並行して実施される。したがって、作業内容が分かれば、大凡の施工工程を判別することができる。また、決定した作業内容に加えて、後述する識別情報や施工予定データを判別要素とすることにより、施工工程をより一層正確に判別することができる。
【００３７】
＜識別情報取得手段＞
識別情報取得手段７０は、工程判別対象を個別に識別するための識別情報を取得するための電子機器及びプログラムからなる。作業者の識別情報は、作業者が着用するヘルメットや着衣に取り付けた識別標識、作業者に所持させる携帯情報端末やＩＣタグ等に記憶されている。作業機械の識別情報は、作業機械に取り付けた識別標識、情報発信装置やＩＣタグ、ナンバープレートに記憶されている。
【００３８】
携帯情報端末、情報発信装置、ＩＣタグは、固有の識別ＩＤを発信するための装置である。識別標識は、バーコード、２次元バーコード、氏名や機械名を記載した名札等、作業者や作業機械を個別に識別できればどのような態様であってもよい。識別情報は、受信機やカメラ等の読み取り装置で読み取ることにより、施工工程判別手段４０における施工工程の判別に用いることができる。また、顔認証等の技術を用いて作業者を特定してもよい。
【００３９】
＜施工予定データ記憶手段＞
施工予定データ記憶手段６２は、施工予定データを記憶するための装置であり、例えば、コンピュータに付帯したＨＤＤ等の記憶装置により構成する。施工予定データは、施工計画に沿った施工進行状況の予定に関するデータであり、予め、管理者等がデータを入力しておき、適宜データを取得することにより、施工工程判別手段４０における施工工程の判別に用いることができる。
【００４０】
＜工事種別判別手段＞
工事種別判別手段９０は、撮影した動作映像に含まれる環境情報から工事種別を判別するためのプログラムからなる。すなわち、撮影した動作映像に含まれる環境情報から工事種別を判別することができる。例えば、マンション工事では、台所やバルコニー等が映り込む。また、映り込んだ情報には、工場、造成地、トンネル、ダム等が映り込むことがある。したがって、映り込んだ環境情報に基づいて工事種別を判別することができる。さらに、作業者が身につけている道具や、施工現場におかれている資機材（工具、材料、足場等）を環境情報として、工事種別を判別することができる。このような構成の場合に、施工工程判別手段４０は、判別した工事種別を加味して施工工程を判別する。
【００４１】
＜出来高判定手段＞
出来高判定手段５０は、判別した施工工程に基づいて、出来高を判定するためのプログラムからなる。出来高は、施工工程判別手段４０により判別した施工工程データと、施工予定データ記憶手段６２に記憶した施工予定データとに基づいて判定することができる。
【００４２】
すなわち、施工工程判別手段４０により判別した施工工程データに基づいて、現在の進捗データを取得することができる。また、施工予定データ記憶手段６２に記憶した施工予定データは、施工計画で予定している施工データである。したがって、現在の施工工程データと施工予定データとを比較することにより、現在の出来高を判定することができる。また、前日の施工工程データと当日の施工工程データとを比較することにより、施工の進捗状況を把握することができる。
【００４３】
＜工程判別方法＞
本発明の実施形態に係る工程判別方法では、図２に示すように、工程判別対象（作業者または作業機械の少なくとも一方）の動作を撮影し（Ｓ１）、撮影した動作映像に基づいて工程判別対象の動作パターンを解析する（Ｓ２）。この際、工程判別対象の所定部位の位置及び動作方向に基づいて、動作パターンを解析することが好ましい。
【００４４】
また、予め工程判別対象に関する複数の動作パターンと作業内容とを関連づけて記憶しておき、解析した動作パターンと、記憶されている動作パターンとを比較して、工程判別対象の作業内容を決定し（Ｓ３）、決定した作業内容に基づいて、施工工程を判別する（Ｓ４）。
【００４５】
また、施工工程を判別するには、工程判別対象を個別に識別する識別情報を取得し、決定した作業内容に加えて、取得した工程判別対象の識別情報と、記憶されている施工予定データとに基づいて、施工工程を判別することが好ましい。
【００４６】
さらに、撮影した動作映像に含まれる環境情報から工事種別を判別してもよい。上述したように、環境情報とは、マンション工事における台所やバルコニー、工場、造成地、トンネル、ダム、作業者が身につけている道具、施工現場におかれている資機材等のことである。この場合、判別した工事種別を加味して施工工程を判別することができる。施工工程を判別したら、施工工程判別手段４０により判別した施工工程データと、施工予定データ記憶手段６２に記憶した施工予定データとに基づいて、出来高を判別することができる（Ｓ５）。
【００４７】
各工程において取得したデータは、液晶表示装置等からなる表示手段の表示画面に表示したり、プリンタにより印刷したり、ＨＤＤやＤＶＤ等からなる記憶手段に記憶することにより、管理者等が確認することができ、また、施工データとして保存することができる。
【００４８】
＜作業者の工程判別＞
図３を参照して、作業者の動作パターン及び作業内容を判別する手順を説明する。図３は作業者が左官作業を行っている様子を示したもので、左手で盛板を保持し、右手にコテを持っている。そして、屈んだ姿勢で盛板にモルタルを盛りつけ（ａ）、立ち上がってコテにモルタルを載せ（ｂ）、左側から右側へ向かってモルタルを均し付ける動作（ｃ、ｄ）を繰り返している。このような動作パターンを撮影して、動作パターンを判別することにより、コテ作業を行っているとして、壁の仕上げ工程であると判別する。
【００４９】
この際、作業者が被っているヘルメットに記載された識別標識（氏名、識別ＩＤ等）から識別情報を取得するとともに、施工予定データと照らし合わせることにより、より一層確実に作業工程を判別することができる。
【００５０】
＜作業機械の工程判別＞
図４を参照して、作業機械の動作パターン及び作業内容を判別する手順を説明する。図４は作業機械（バックホー）により土砂の敷き均し作業を行っている様子を示したもので、バケット内に土砂を取り込んで（ａ）、所定位置に撒き出し（ｂ）、バケットを前後させて土砂を敷き均している（ｃ、ｄ）。このような動作パターンを撮影して、動作パターンを判別することにより、土砂の敷き均し作業を行っているとして、土砂の敷き均し工程であると判別する。
【００５１】
この際、作業機械（バックホー）に取り付けた識別標識（識別ＩＤ等）から識別情報を取得するとともに、施工予定データと照らし合わせることにより、より一層確実に作業工程を判別することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  撮影手段
２０  動作パターン解析手段
３０  作業内容決定手段
４０  施工工程判別手段
５０  出来高判定手段
６０  サーバ
６１  動作パターン記憶手段
６２  施工予定データ記憶手段
７０  識別情報取得手段
８０  移動手段
９０  工事種別判別手段
１００  工程判別システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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