JPH07146897A - 作業分析システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業分析を迅速に行えるようにする。 【構成】 赤外線ビデオカメラによって記録したビデオ
テープの内容をビデオデッキ２２によって再生する。コ
ントローラ４０の人体認識部４４は、赤外ビデオモニタ
２６に表示された作業者に相当する赤色部を追跡し、そ
の動きをモード切替部４６を介して条件比較部５０に入
力する。条件比較部５０は、条件記憶部４８に格納して
ある条件を読み出し、人体認識部４４から送られてきた
データと比較して作業者が行っている作業を分類、特定
する。そして、ワークサンプリング部５２は、条件比較
部５０が分類した作業と、その作業に携わっている人数
を記憶する。また、時間分析部５４は、作業内容が変わ
ったときに条件比較部５０に接続され、各作業時間の計
測を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業の内容をビデオ再
生画像を用いて分析する作業分析システムに係り、特に
プラントなどの建設現場における作業の分類、分析に好
適な作業分析システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、作業状態をビデオカメラで撮像し
てビデオテープに記録し、そのビデオテープの内容を再
生しながら作業内容を分析することが考えられている。
図４は、従来考えられているビデオを利用した作業分析
システムの説明図である。すなわち、建設現場などの作
業現場１０の所定位置にビデオカメラ１２を設置し、こ
のビデオカメラ１２によって作業状態を撮像してビデオ
テープ１４に記録する。その後、ビデオテープ１４は、
管理室等のビデオ再生装置１６に装填され、記録してあ
る作業状態がＣＲＴ等の表示装置１８に再生され、作業
分析に供される。

【０００３】すなわち、観察者は、表示装置１８に表示
された再生画像を見ながら、作業内容の分類や作業時間
を計測し、作業の分析、集計等を行う。そして、作業時
間を詳細に調べる場合には、大きな作業を構成する小作
業（例えば、準備作業、溶接作業、組立作業等）の区切
りを予め定めておき、観察者が再生画像を見ながら各小
作業に要した時間を計測し、記録するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、任意の作業
に要する時間を計測して記録する場合、再生ビデオ画像
が時間的に常に変化しているため、観察者は時間の記録
の際に、再生されている画像を一時停止させなければな
らない。このため、作業時間の測定は、画像の再生、時
間の測定、再生の一時停止、時間の記録、という作業を
連続的に繰り返すことになり、時間の測定作業が容易で
ない。また、建設作業のような場合、作業員が同一の作
業を繰り返すことが極めて少なく、作業の反復性がない
ためにビデオテープ１４を最初から最後まで再生する必
要があり、作業時間の計測に膨大な手間と時間を必要と
する。しかも、建設作業などにおいては、数日間にわた
る作業なども多く、このような作業を観察して作業分析
を行う場合、ビデオテープ１４の量が膨大となるととも
に、分析期間が非常に長くなる。このため、従来の作業
分析システムでは、分析結果を早く現場に反映させよう
としても、実質的に人手による分析であるため、迅速な
分析が困難で、分析結果を充分生かせない欠点がある。

【０００５】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、作業分析を迅速に行うことがで
きる作業分析システムを提供することを目的としてい
る。また、作業分析を自動的に行い、観察者の負担を軽
減することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る作業分析システムは、作業中の作業
者をビデオカメラで撮像し、その再生画像に基づいて、
前記作業の分析を行う作業分析システムにおいて、前記
作業者を赤外線ビデオカメラで撮像し、その再生画像中
における前記作業者に対応した発熱体を追跡し、その発
熱体の変位状態を予め定めた条件と比較して前記作業の
分類をすることを特徴としている。予め定めた条件を設
定する場合、通常のビデオカメラにより撮像した再生画
像と赤外線ビデオカメラにより撮像した再生画像とを対
比して行うとよい。

【０００７】

【作用】赤外線ビデオカメラによって撮像した内容を再
生すると、再生画像がカラーの場合、温度の高い被写体
ほど赤く、また明るく映し出される。従って、作業現場
を赤外線ビデオカメラで撮像したビデオテープを再生す
ると、作業者と周囲の物体、または溶接のアークやトー
チ等を容易に識別することができ、コンピュータに記憶
させることができる。そこで、再生画像中の作業者に対
応した発熱体をコンピュータに追跡させ、その発熱体の
動きを予め定めた条件と比較すれば、作業内容を自動的
に、かつ容易に分類することができる。この結果、作業
分析の迅速化が図れるとともに、観察者の負担を軽減す
ることができる。また、赤外線ビデオカメラによる再生
画像と、通常のビデオカメラによる再生画像とを併用し
て分析条件の設定を行うと、条件設定作業を容易、迅速
に行え、また設定の誤りを少なくすることができる。

【０００８】

【実施例】本発明に係る作業分析システムの好ましい実
施例を、添付図面に従って詳説する。図１は、本発明の
実施例に係る作業分析システムのブロック図である。

【０００９】図１において、作業分析システム２０は、
例えばパーソナルコンピュータから構成したコントロー
ラ４０を有し、コントローラ４０に設けたビデオ信号入
力部４２に、赤外線ビデオカメラによって記録したビデ
オテープを再生するための赤外線カメラ用ビデオデッキ
２２と、通常のビデオカメラによって記録したビデオテ
ープを再生するための通常用ビデオデッキ２４とが接続
してあるとともに、赤外線用ビデオデッキ２２の再生信
号に基づく画像を表示する赤外ビデオモニタ２６と、通
常用ビデオデッキ２４の再生信号に基づく映像を表示す
る通常ビデオデッキ２８とが接続してある。また、コン
トローラ４０には、ビデオ信号入力部４２に接続した人
体認識部４４、モード切替部４６を介して人体認識部４
４に選択的に接続される条件記憶部４８、条件比較部５
０が設けてある。

【００１０】条件記憶部４８は、コントローラ４０に接
続したキーボードやマウスなどからなる条件入力部３０
から入力された、作業者を他の物体から識別するための
データや、作業を分類するための分類データ、作業時間
を測定するためのデータ等を記憶する。また、条件記憶
部４８は、作業者を他の物体から識別する識別データを
人体認識部４４に与え、作業分析に必要な比較データを
条件比較部５０に与える。そして、人体認識部４４は、
条件記憶部４８から与えられたデータに基づいて、ビデ
オ信号入力部４２に入力した赤外ビデオデッキ２２から
の再生信号に基づいて作業者や溶接のトーチ等を識別
し、作業者の行動に関する情報を条件比較部５０に入力
する。条件比較部５０は、人体認識部４４からの情報を
条件記憶部４８に格納してあるデータと比較し、作業内
容を出力する。

【００１１】条件比較部５０が出力した作業内容は、コ
ントローラ４０内のワークサンプリング部５２によって
サンプリングされ、また時間分析部５４によって作業時
間の測定が行われる。これらのワークサンプリング部５
２と時間分析部５４とは、分析選択部５６を介して条件
比較部５０に接続してあり、求めたサンプリング結果と
作業時間とを、コントローラ４０に接続した表示装置３
２やプリンタ（図示せず）などの出力装置に出力され
る。なお、コントローラ４０には、詳細を後述するよう
に、ビデオデッキ２２、２４に対して自動的に早送りを
停止、画像を再生する再生・停止制御部４８が設けてあ
る。

【００１２】上記の如く構成した実施例の作用は、次の
とおりである。まず、建設現場などの作業現場におい
て、作業内容を通常のビデオカメラと赤外線ビデオカメ
ラとによって同時に撮像し、それぞれの撮像内容をビデ
オテープに記録する。このとき、２つのビデオカメラ
は、近接して配置することが望ましいが、同じ作業内容
を撮像できる位置であればよい。作業内容を記録した各
ビデオテープは、作業分析システム２０のビデオデッキ
２２、２４に装填され、作業分析に供される。

【００１３】作業の分析は、分析に必要な条件の設定か
ら行われる。すなわち、図示しない観察者（オペレー
タ）は、コントローラ４０のモード切替部４６を破線に
示したように条件記憶部４８側に設定し、赤外線ビデオ
カメラと通常のビデオカメラとによって記録してビデオ
テープを赤外ビデオデッキ２２と通常ビデオデッキ２４
とに装填し、再生を開始する。各ビデオデッキ２２、２
４が出力するアナログ信号は、コントローラ４０のビデ
オ信号入力部４２によってディジタル信号に変換され、
赤外ビデオモニタ２６と通常ビデオモニタ２８との画面
に画像が表示される。観察者は、両方の画像を見て通常
ビデオモニタ２８の画像を参照し、赤外ビデオモニタ２
６に表示されている再生画像に対して、作業者を特定す
る条件、作業者の輪郭線の入力や、作業の内容に対応し
た作業者の動きに基づく、作業を分類するための条件等
を条件入力部３０によってコントローラ４０に入力す
る。

【００１４】図２は、作業を分類する条件の一例を示し
たものである。図２のＮｏ．１は、“人体部分が活動状
態にある。”となっており、人体が活動状態にあれば、
作業者は何らかの作業をしていることを示している。そ
して、Ｎｏ．２の“人体の付近に点状の発熱体があ
る。”という条件や、Ｎｏ．３の“発熱体は手の先にあ
る。”等の条件を満たすことによって、作業者が溶接作
業をしていることが分かり、作業内容が溶接であること
を特定できる。

【００１５】オペレータは、このようにして作業分析に
必要な条件の入力が終了したならば、コントローラ４０
に一時停止時間間隔と再生時間とを入力するとともに、
分析開始命令をコントローラ４０に与える。一時停止時
間間隔は、いわゆるサンプリング間隔であり、再生・停
止制御部４８に与えられ、ビデオデッキ２２、２４がビ
デオテープの早送りを一時停止する通常の再生時間にお
ける間隔である。また、コントローラ４０に与えた一時
停止時間間隔は、ビデオデッキ２２、２４がビデオテー
プの撮像時間長さの早送りをする最長の時間間隔であ
る。そして、再生・停止制御部４８は、内蔵しているラ
ンダム時間発生器によって、設定された一時停止時間間
隔内の任意の時間を秒単位でランダムに発生し、ビデオ
デッキ２２、２４による早送りを一時停止させる。一
方、再生時間は、いわゆるサンプリング時間であって、
早送りが一時停止されたときに、ビデオテープの内容を
モニタ２６、２８に再生する時間の長さであって、一時
停止時間間隔とともに、作業分析の精度を充分確保でき
る長さに設定される。

【００１６】例えば、一時停止時間間隔が５分で、再生
時間が１０秒であるとし、ビデオを撮像した時刻１０時
（１０：００：００）からビデオテープの再生が開始さ
れるものとすると、撮像した時刻１０：００：００から
１０秒間だけ作業内容が再生され、テープの１０：０
０：０９の位置で再生が終了し、テープの早送りが行わ
れる。そして、再生・停止制御部４８は、内蔵したラン
ダム時間発生器が例えば２分３０秒の停止時間間隔を出
力したとすると、ビデオデッキ２２、２４にテープを１
０：０２：３９に相当する位置まで早送りさせ、テープ
の１０：０２：４０の位置で早送りを一時停止し、１
０：０２：４０から１０：０２：４９までの作業内容を
再生させたたのち、再びビデオデッキ２２、２４にビデ
オテープの早送りをさせる。以下、ビデオテープが終了
するまで同様のことが繰り返される。なお、再生時間を
設定しているのは、一時停止時の静止画像ではどの様な
作業を行っているのか判断が困難であることによる。

【００１７】コントローラ４０は、分析開始命令が与え
られると、モード切替部４６を条件比較部５０側に切り
替え、分析選択部５６をワークサンプリング部５２に接
続する。また、再生・停止制御部４８がビデオデッキ２
２、２４を介してビデオテープを初期位置に巻き戻し、
上記のようにビデオテープの内容を最初から再生と早送
り、一時停止とを繰り返し、作業分析が開始される。す
なわち、ビデオデッキ２２、２４からのアナログ画像デ
ータは、ビデオ信号入力部４２によってディジタル画像
データに変換され、人体認識部４４に与えられる。そし
て、人体認識部４４は、再生・停止制御部４８がテープ
の早送りを一時停止すると、そのときの静止画像中の作
業者に相当する赤色部（発熱体）を識別する。

【００１８】次に、再生・停止制御部４８は、一時停止
を解除して所定時間だけテープの記録内容を再生する。
この間、人体認識部４４は、各作業者に対応した赤色部
の動きを追跡し、追跡データと作業者周囲の発熱体に関
する情報等を条件比較部５０に入力する。条件比較部５
０は、人体認識部４４からのデータを条件記憶部４８に
格納してある条件と比較し、作業内容を分類してワーク
サンプリング部５２に与える。ワークサンプリング部５
２は、送られてきた作業内容と、この作業内容に関係し
ている赤色部（作業者）の数を計数し、内部メモリに記
憶するとともに、表示装置３２に表示する。そして、所
定の再生時間が終了すると、再びビデオテープの早送り
が行われ、再生・停止制御部４８が次の一時停止をする
時間間隔を求めてテープを一時停止させ、上記と同様の
動作が自動的に行われる。この動作は、１本のテープが
終了するまで繰り返され、テープが終了すると、図示し
ないアラームが鳴ってテープの交換を促す。なお、ビデ
オテープの再生可能時間の範囲内の任意の設定時間（例
えば６０分）が経過したときに、アラームを出力するよ
うにすることもできる。

【００１９】また、条件比較部５０は、人体認識部４４
からのデータと条件記憶部４８内のデータとを比較する
ことにより、作業内容が変化したことを検知すると、分
析選択部５６を一時的に時間分析部５４に接続する。こ
れにより時間分析部５４は、条件比較部５０、モード切
替部４６を介して人体認識部４４に接続され、ビデオテ
ープ上における時刻（撮像時刻）を読み取って記憶す
る。このようにして、時間分析部５４は、作業内容が変
化するごとに条件比較部５０に接続され、このときに、
今までの作業が終了して次の作業の開始したものとし
て、各作業に要した時間を測定する。そして、テープが
終了すると、各作業についての作業時間を計算し、表示
装置３２に出力する。図３は、表示装置３２に表示され
た時間分析部５４が求めた作業時間の一例を示したもの
である。なお、時間分析部５４が求めた作業時間は、作
業内容が変わるごとに表示装置３２に表示するようにし
てもよい。

【００２０】このように、実施例においては、コントロ
ーラ４０が自動的に作業の分類、作業時間の測定を行う
ため、作業分析を迅速に行うことができる、作業現場へ
の素早いフィードバックが可能となって、作業効率を向
上することができる。しかも、コントローラ４０による
自動分析であるため、観察者の負担を軽減することがで
きる。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、赤外線ビデオカメラによって作業内容を撮像し、そ
の再生画像から作業者を識別し、作業者の動きを予め定
めた条件と比較しているため、コンピュータによる作業
分析が可能となって、作業内容を自動的に、かつ容易、
迅速に分類することができる。この結果、作業分析の迅
速化が図れるとともに、観察者の負担を軽減することが
できる。また、赤外線ビデオカメラによる再生画像と、
通常のビデオカメラによる再生画像とを併用して分析条
件の設定を行うため、条件設定作業を容易、迅速に行
え、また誤りを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る作業分析システムのハー
ド構成ブロック図である。

【図２】実施例に係る作業分析のために設定した条件の
一例を示す図である。

【図３】実施例の時間分析部によって求めた作業時間の
一例を示す図である。

【図４】従来の作業分析システムの説明図である。

【符号の説明】

２０ 作業分析システム ２２ 赤外線用ビデオデッキ ２４ 通常用ビデオデッキ ２６ 赤外ビデオモニタ ２８ 通常ビデオモニタ ４０ コントローラ ４４ 人体認識部 ４８ 条件記憶部 ５２ ワークサンプリング部 ５４ 時間分析部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業中の作業者をビデオカメラで撮像
   し、その再生画像に基づいて、前記作業の分析を行う作
   業分析システムにおいて、前記作業者を赤外線ビデオカ
   メラで撮像し、その再生画像中における前記作業者に対
   応した発熱体を追跡し、その発熱体の変位状態を予め定
   めた条件と比較して前記作業の分類をすることを特徴と
   する作業分析システム。
2. 【請求項２】 前記予め定めた条件は、通常のビデオカ
   メラにより撮像した再生画像と前記赤外線ビデオカメラ
   により撮像した再生画像とを対比して設定することを特
   徴とする請求項１に記載の作業分析システム。