JP7559511B2 - WORK ESTIMATION DEVICE, CONTROL METHOD FOR WORK ESTIMATION DEVICE, INFORMATION PROCESSING PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM - Google Patents

WORK ESTIMATION DEVICE, CONTROL METHOD FOR WORK ESTIMATION DEVICE, INFORMATION PROCESSING PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM Download PDF

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Description

本発明は、作業場を撮像した撮像画像から、当該撮像画像に撮像されている作業者が行っている作業の内容を推定する作業推定装置等に関する。 The present invention relates to a task estimation device that estimates, from an image of a workplace, the task being performed by a worker captured in the image.

従来、生産現場等において作業者が行っている作業の内容を推定する作業推定装置および作業推定方法が知られている。例えば、下掲の特許文献1には、カメラ映像から検出された作業者の体の部位と物体とから、撮像された作業者の行っている作業が規定の作業種別のいずれに該当するかを識別する作業認識方法が開示されている。 Conventionally, there are known task estimation devices and methods for estimating the content of tasks performed by workers at production sites and the like. For example, Patent Document 1 listed below discloses a task recognition method for identifying which of a set task types the task being performed by an imaged worker corresponds to, based on the body parts and objects of the worker detected from camera footage.

国際公開番号 WO2018/087844号International Publication No. WO2018/087844

しかしながら、上述の作業認識方法はルールベースで作業種別を識別するため、作業者の行う作業の種類が増えると、作業種別の識別のために必要なルールを人の手で予め準備するのは煩雑であるという問題がある。 However, because the above task recognition method identifies task types on a rule-based basis, as the number of types of tasks performed by workers increases, there is a problem in that it is cumbersome to manually prepare in advance the rules required to identify task types.

本発明の一態様は、作業者の行う作業の種類が増えても、煩雑なルール整備を必要とせずに、作業者が行っている作業を推定することのできる作業推定装置等を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to realize a task estimation device that can estimate the tasks being performed by a worker without the need for complicated rule development, even if the types of tasks performed by the worker increase.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る作業推定装置は、作業場を撮像した撮像画像から、当該撮像画像に撮像されている作業者が行っている作業の内容を推定する作業推定装置であって、前記撮像画像から、前記撮像画像に撮像されている作業者と、前記撮像画像に撮像されている作業対象物とを検出する検出部と、前記撮像画像または前記撮像画像から生成された特徴情報を入力とし、前記撮像画像に撮像されている前記作業者と、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物との間の相互作用の存否を出力とする学習済モデルである判定モデルを用いて、前記撮像画像または前記特徴情報から、前記検出部によって検出された前記作業者と前記作業対象物との間の相互作用の存否を判定する判定部と、前記判定部によって相互作用が存在すると判定された前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する推定部と、を備える。 In order to solve the above problem, a task estimation device according to one aspect of the present invention is a task estimation device that estimates the content of a task being performed by a worker captured in a captured image from a captured image of a workplace, and includes: a detection unit that detects the worker captured in the captured image and the task object captured in the captured image from the captured image; a determination unit that determines the presence or absence of an interaction between the worker captured in the captured image and the task object captured in the captured image from the captured image or the feature information using a determination model that is a trained model that receives the captured image or feature information generated from the captured image as an input and outputs the presence or absence of an interaction between the worker captured in the captured image and the task object captured in the captured image, based on the captured image or the feature information; and an estimation unit that estimates the content of the task being performed by the worker on the task object for a combination of the worker and the task object determined by the determination unit to have an interaction.

前記の構成によれば、前記作業推定装置は、前記判定モデルを用いて、前記撮像画像から検出された前記作業者と前記作業対象物とについて、両者の相互作用の存否を判定する。そして、前記作業推定装置は、相互作用が存在すると判定した前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する。 According to the above configuration, the work estimation device uses the judgment model to judge whether or not there is an interaction between the worker and the work object detected from the captured image. Then, for a combination of the worker and the work object for which it is judged that there is an interaction, the work estimation device estimates the content of the work being performed by the worker on the work object.

つまり、前記作業推定装置は、前記撮像画像から検出された前記作業者と前記作業対象物とについて、ルールベースではなく、モデルベースで、両者の相互作用の存否を判定する。 In other words, the task estimation device determines whether or not there is interaction between the worker and the task object detected from the captured image on a model-based basis, rather than a rule-based basis.

したがって、前記作業推定装置は、作業者の行う作業の種類が増えても、作業の内容を推定するための煩雑なルールを整備する必要なく、作業者が行っている作業を推定することができるとの効果を奏する。 The work estimation device thus has the effect of being able to estimate the work being performed by a worker, even if the number of types of work being performed by the worker increases, without the need to prepare complicated rules for estimating the content of the work.

また、前記作業推定装置は、相互作用が存在するとモデルベースで判定した前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する。 The task estimation device also estimates the content of the task that the worker is performing on the task object for a combination of the worker and the task object that is determined to have an interaction based on a model.

つまり、前記作業推定装置は、前記撮像画像に撮像されている前記作業者と前記作業対象物との組合せの全てについてではなく、相互作用が存在すると判定した前記作業者と前記作業対象物との組合せについてのみ、前記作業者が行っている作業の内容を推定する。 In other words, the task estimation device estimates the content of the task being performed by the worker only for combinations of the worker and the task object for which it is determined that an interaction exists, rather than for all combinations of the worker and the task object captured in the captured image.

したがって、前記作業推定装置は、前記撮像画像に撮像されている前記作業者が、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物について行っている作業の内容を推定するのに必要な計算量を抑制することができるとの効果を奏する。 Therefore, the task estimation device has the effect of reducing the amount of calculation required to estimate the task that the worker captured in the captured image is performing on the task object captured in the captured image.

本発明の一態様に係る作業推定装置において、前記検出部は、前記撮像画像を入力とし、前記撮像画像に撮像されている前記作業者と、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物とを出力とする学習済モデルである検出モデルを用いて、前記撮像画像から、前記撮像画像に撮像されている作業者と、前記撮像画像に撮像されている作業対象物とを検出してもよい。 In a task estimation device according to one aspect of the present invention, the detection unit may detect the worker captured in the captured image and the task object captured in the captured image from the captured image using a detection model that is a trained model that receives the captured image as an input and outputs the worker captured in the captured image and the task object captured in the captured image.

前記の構成によれば、前記作業推定装置は、前記検出モデルを用いて、前記撮像画像から、前記撮像画像に撮像されている作業者と、前記撮像画像に撮像されている作業対象物とを検出する。 According to the above configuration, the task estimation device uses the detection model to detect from the captured image the worker captured in the captured image and the task object captured in the captured image.

つまり、前記作業推定装置は、前記撮像画像に撮像されている作業者と、前記撮像画像に撮像されている作業対象物とを、ルールベースではなく、モデルベースで、前記撮像画像から検出する。 In other words, the task estimation device detects the worker captured in the captured image and the task object captured in the captured image from the captured image in a model-based manner, rather than a rule-based manner.

したがって、前記作業推定装置は、煩雑なルール整備を必要とせずに、前記撮像画像から、前記撮像画像に撮像されている作業者と、前記撮像画像に撮像されている作業対象物とを検出することができるとの効果を奏する。 The work estimation device therefore has the effect of being able to detect the worker captured in the captured image and the work object captured in the captured image from the captured image without the need for complicated rule development.

本発明の一態様に係る作業推定装置において、前記推定部は、前記撮像画像または前記撮像画像から生成された特徴情報を入力とし、前記撮像画像に撮像されている前記作業者が、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物について行っている作業の内容を出力とする学習済モデルである推定モデルを用いて、前記撮像画像または前記特徴情報から、前記判定部によって相互作用が存在すると判定された前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定してもよい。 In the work estimation device according to one aspect of the present invention, the estimation unit may use an estimation model that is a trained model that receives the captured image or feature information generated from the captured image as an input and outputs the content of the work that the worker captured in the captured image is performing on the work object captured in the captured image, for a combination of the worker and the work object for which an interaction is determined to exist by the determination unit, to estimate the content of the work that the worker is performing on the work object from the captured image or the feature information.

前記の構成によれば、前記作業推定装置は、前記推定モデルを用いて、相互作用が存在すると判定した前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する。 According to the above configuration, the task estimation device uses the estimation model to estimate the content of the task that the worker is performing on the task object for a combination of the worker and the task object for which it is determined that an interaction exists.

つまり、前記作業推定装置は、前記撮像画像から検出された前記作業者と前記作業対象物とについて、ルールベースではなく、モデルベースで、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する。 In other words, the task estimation device estimates the content of the task that the worker is performing on the task object based on a model rather than a rule base, for the worker and the task object detected from the captured image.

したがって、前記作業推定装置は、作業者の行う作業の種類が増えても、作業の内容を推定するための煩雑なルールを整備する必要なく、作業者が行っている作業を推定することができるとの効果を奏する。 The work estimation device thus has the effect of being able to estimate the work being performed by a worker, even if the number of types of work being performed by the worker increases, without the need to prepare complicated rules for estimating the content of the work.

本発明の一態様に係る作業推定装置は、通常モードまたは転移学習モードで動作してもよく、通常モードにおいて前記判定部は、或る工場で収集したデータセットに対する学習によって構築した前記判定モデルを用いて、前記或る工場の前記作業場で撮像された前記撮像画像について、前記作業者と前記作業対象物との間の相互作用の存否を判定してもよく、転移学習モードおいて前記判定部は、或る工場で収集したデータセットに対する学習によって構築した前記判定モデルを用いて、前記或る工場とは異なる別の工場の前記作業場で撮像された前記撮像画像について、前記作業者と前記作業対象物との間の相互作用の存否を判定してもよい。 The work estimation device according to one aspect of the present invention may operate in a normal mode or a transfer learning mode, and in the normal mode, the judgment unit may use the judgment model constructed by learning from a dataset collected in a certain factory to judge whether or not there is an interaction between the worker and the work object for the captured image taken in the workplace of the certain factory, and in the transfer learning mode, the judgment unit may use the judgment model constructed by learning from a dataset collected in a certain factory to judge whether or not there is an interaction between the worker and the work object for the captured image taken in the workplace of another factory different from the certain factory.

前記の構成によれば、前記作業推定装置は、通常モードまたは転移学習モードで動作する。通常モードにおいて、前記作業者と前記作業対象物との間の相互作用の存否が判定される前記撮像画像が撮像された工場と、前記判定モデルを構築するためのデータセットが収集された工場とは、同じ工場である。転移学習モードおいて、前記作業者と前記作業対象物との間の相互作用の存否が判定される前記撮像画像が撮像された工場と、前記判定モデルを構築するためのデータセットが収集された工場とは、同じではない。 According to the above configuration, the work estimation device operates in a normal mode or a transfer learning mode. In the normal mode, the factory where the captured image, for which the presence or absence of an interaction between the worker and the work object is determined, was taken and the factory where the dataset for constructing the judgment model was collected are the same factory. In the transfer learning mode, the factory where the captured image, for which the presence or absence of an interaction between the worker and the work object is determined, was taken and the factory where the dataset for constructing the judgment model was collected are not the same factory.

ここで、前記作業推定装置の開発者は、前記撮像画像に撮像されている前記作業者と、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物との間の相互作用の存否は、前記撮像画像が撮像された環境の影響から十分に独立して、判定することができることを確認した。 Here, the developer of the task estimation device confirmed that the presence or absence of interaction between the worker captured in the captured image and the task object captured in the captured image can be determined sufficiently independently of the influence of the environment in which the captured image was captured.

つまり、前記相互作用の存否を判定する前記判定モデルについて、或る工場で収集したデータセットに対する学習によって構築した前記判定モデルは、別の工場で撮像された前記撮像画像について、相互作用の存否を判定するのに用いることができる。 In other words, the judgment model for determining whether or not an interaction exists can be constructed by learning from a data set collected in one factory, and can be used to determine whether or not an interaction exists in the images captured in another factory.

したがって、前記作業推定装置は、転移学習モードおいて、或る工場で撮像された前記撮像画像について、別の工場で収集したデータセットに対する学習によって構築した前記判定モデルを用いて、前記相互作用の存否を判定できるとの効果を奏する。 Therefore, in the transfer learning mode, the task estimation device has the effect of being able to determine the presence or absence of an interaction for the image captured in a certain factory by using the determination model constructed by learning from a dataset collected in another factory.

本発明の一態様に係る作業推定装置は、前記作業場に設置された機器の動作を制御する制御装置から、前記機器が実行した動作の内容および結果を示す動作結果から生成された工程情報を取得する取得部と、前記推定部によって推定された前記作業者の作業の内容と、前記取得部によって取得された前記工程情報とから、前記作業者による前記作業の効率的な実行を支援するのに利用可能な情報である支援情報を生成する生成部と、をさらに備えてもよい。 The work estimation device according to one aspect of the present invention may further include an acquisition unit that acquires, from a control device that controls the operation of equipment installed in the workplace, process information generated from operation results indicating the content and results of the operation performed by the equipment, and a generation unit that generates support information, which is information that can be used to support the efficient execution of the work by the worker, from the content of the work of the worker estimated by the estimation unit and the process information acquired by the acquisition unit.

前記の構成によれば、前記作業推定装置は、前記制御装置から、前記作業場に設置された機器が実行した動作の内容および結果を示す動作結果から生成された工程情報を取得する。そして、前記作業推定装置は、前記撮像画像から推定した前記作業者の作業の内容と、前記工程情報とから、前記作業者による前記作業の効率的な実行を支援するのに利用可能な情報である支援情報を生成する。 According to the above configuration, the work estimation device acquires from the control device process information generated from operation results indicating the content and results of operations performed by equipment installed in the workplace. The work estimation device then generates support information, which is information that can be used to support the efficient execution of the work by the worker, from the content of the work of the worker estimated from the captured image and the process information.

したがって、前記作業推定装置は、前記撮像画像から推定した前記作業者の作業の内容を、前記工程情報と組み合わせることによって、前記作業者による前記作業の効率的な実行を支援するのに利用可能な情報である支援情報を生成できるとの効果を奏する。 Therefore, the work estimation device has the effect of generating support information that can be used to support the worker in efficiently performing the work by combining the content of the work of the worker estimated from the captured image with the process information.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御方法は、作業場を撮像した撮像画像から、当該撮像画像に撮像されている作業者が行っている作業の内容を推定する作業推定装置の制御方法であって、前記撮像画像から、前記撮像画像に撮像されている作業者と、前記撮像画像に撮像されている作業対象物とを検出する検出ステップと、前記撮像画像または前記撮像画像から生成された特徴情報を入力とし、前記撮像画像に撮像されている前記作業者と、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物との間の相互作用の存否を出力とする学習済モデルである判定モデルを用いて、前記撮像画像または前記特徴情報から、前記検出ステップにて検出された前記作業者と前記作業対象物との間の相互作用の存否を判定する判定ステップと、前記判定ステップによって相互作用が存在すると判定された前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する推定ステップと、を含む。 In order to solve the above problem, a control method according to one aspect of the present invention is a control method for a work estimation device that estimates the content of work being performed by a worker captured in a captured image of a workplace from the captured image, and includes a detection step of detecting the worker captured in the captured image and the work object captured in the captured image from the captured image, a determination step of determining the presence or absence of an interaction between the worker captured in the captured image and the work object captured in the captured image from the captured image or the feature information using a determination model that is a trained model that receives as input the captured image or feature information generated from the captured image and outputs the presence or absence of an interaction between the worker captured in the captured image and the work object captured in the captured image, from the captured image or the feature information, and an estimation step of estimating the content of the work being performed by the worker on the work object for a combination of the worker and the work object determined to have an interaction by the determination step.

前記の構成によれば、前記制御方法は、前記判定モデルを用いて、前記撮像画像から検出された前記作業者と前記作業対象物とについて、両者の相互作用の存否を判定する。そして、前記制御方法は、相互作用が存在すると判定した前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する。 According to the above configuration, the control method uses the judgment model to judge whether or not there is an interaction between the worker and the work object detected from the captured image. Then, for a combination of the worker and the work object for which it is judged that there is an interaction, the control method estimates the content of the work being performed by the worker on the work object.

つまり、前記制御方法は、前記撮像画像から検出された前記作業者と前記作業対象物とについて、ルールベースではなく、モデルベースで、両者の相互作用の存否を判定する。 In other words, the control method determines whether or not there is interaction between the worker and the work object detected from the captured image on a model-based basis, rather than a rule-based basis.

したがって、前記制御方法は、作業者の行う作業の種類が増えても、作業の内容を推定するための煩雑なルールを整備する必要なく、作業者が行っている作業を推定することができるとの効果を奏する。 Therefore, the control method has the effect of being able to estimate the work being performed by a worker without the need to prepare complicated rules for estimating the content of the work, even if the number of types of work performed by the worker increases.

また、前記制御方法は、相互作用が存在するとモデルベースで判定した前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する。 The control method also estimates the content of the work being performed by the worker on the work object for a combination of the worker and the work object that is determined to have an interaction based on a model.

つまり、前記制御方法は、前記撮像画像に撮像されている前記作業者と前記作業対象物との組合せの全てについてではなく、相互作用が存在すると判定した前記作業者と前記作業対象物との組合せについてのみ、前記作業者が行っている作業の内容を推定する。 In other words, the control method estimates the work being performed by the worker only for combinations of the worker and the work object for which it is determined that an interaction exists, rather than for all combinations of the worker and the work object captured in the captured image.

したがって、前記制御方法は、前記撮像画像に撮像されている前記作業者が、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物について行っている作業の内容を推定するのに必要な計算量を抑制することができるとの効果を奏する。 The control method thus has the effect of reducing the amount of calculation required to estimate the work being performed by the worker captured in the captured image on the work object captured in the captured image.

本発明の一態様によれば、作業者の行う作業の種類が増えても、煩雑なルール整備を必要とせずに、作業者が行っている作業を推定することができるとの効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to estimate the work being performed by a worker without the need for complicated rule development, even if the number of types of work performed by the worker increases.

本発明の実施形態1に係る情報処理装置の要部構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a main part of an information processing device according to a first embodiment of the present invention; 図1の情報処理装置を含む制御システム等の全体概要を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an overall outline of a control system including the information processing device of FIG. 1 . 一般的なHOI検出アルゴリズムが抱える問題を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a problem that a general HOI detection algorithm has. ニューラルネットワークとして実現した解析部の例を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an analysis unit realized as a neural network. 図1の情報処理装置が、通常モードで実行する処理の概要を説明する図である。2 is a diagram illustrating an overview of a process executed by the information processing apparatus in FIG. 1 in a normal mode. 図1の情報処理装置が、転移学習モードで実行する処理の概要を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an overview of a process executed by the information processing device in FIG. 1 in a transfer learning mode. 図1の情報処理装置が実行する解析処理の全体概要を説明するフロー図である。FIG. 2 is a flow diagram illustrating an overview of an analysis process executed by the information processing device of FIG. 1 .

〔実施形態1〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。本実施の形態においては、情報処理装置10を、「作業場Arを撮像した撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている作業者Huが行っている作業Opの内容を推定する作業推定装置」の典型例として説明を行なう。
[Embodiment 1]
Hereinafter, an embodiment according to one aspect of the present invention (hereinafter also referred to as "the present embodiment") will be described with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are given the same reference numerals and their description will not be repeated. In the present embodiment, an information processing device 10 will be described as a typical example of "an operation estimation device that estimates, from an image Im obtained by capturing an image of a workplace Ar, the content of an operation Op being performed by a worker Hu captured in an image Im."

以下の説明において、「n」、「m」、「p」、「q」、「x」、「y」は、各々、「1」以上の整数を示すものとし、「p」と「q」とは互いに異なる整数であり、「x」と「y」とは互いに異なる整数であるものとする。 In the following description, "n", "m", "p", "q", "x", and "y" each represent an integer greater than or equal to 1, with "p" and "q" being different integers and "x" and "y" being different integers.

§1.適用例
本発明の一態様に係る情報処理装置10(作業推定装置)についての理解を容易にするため、先ず、情報処理装置10が適用される環境について説明する。情報処理装置10は、例えば、撮像画像Imの解析結果を利用して、作業者Huが作業対象物Obについて行う作業Opの効率化等に資する情報(支援情報)を生成する。そこで先ず、作業者Hu、作業対象物Ob、作業Op、作業場Ar、および、1つ以上の作業場Arを含む工場Fa等について、説明する。
§1. Application Example In order to facilitate understanding of the information processing device 10 (task estimation device) according to one aspect of the present invention, first, an environment in which the information processing device 10 is applied will be described. For example, the information processing device 10 uses the analysis results of the captured image Im to generate information (support information) that contributes to the efficiency of a task Op performed by a worker Hu on a task object Ob. First, a worker Hu, a task object Ob, a task Op, a work site Ar, and a factory Fa including one or more work sites Ar will be described.

(工場および作業工程について)
生産現場である工場Faにおいては、例えば、各種の製品が、1つ以上の作業工程Pr(1)、Pr(2)、Pr(3)、・・・Pr(n)を経て生産される。工場Faにおいて実施される複数の作業工程Pr(1)、Pr(2)、Pr(3)、・・・Pr(n)の各々は、例えば、「塗装」工程、「主要ワークの組み立て」工程、「主要ワークの本体への組み込み」工程、「検査」工程である。
(About the factory and work process)
In a factory Fa, which is a production site, for example, various products are produced through one or more work processes Pr(1), Pr(2), Pr(3), ..., Pr(n). Each of the multiple work processes Pr(1), Pr(2), Pr(3), ..., Pr(n) carried out in the factory Fa is, for example, a "painting" process, a "main work assembly" process, a "installation of the main work into the main body" process, and an "inspection" process.

複数の工場Faを互いに区別する必要がある場合には、符号に「(A)」、「(B)」、「(C)」、・・・、「(Z)」等の添え字を付して区別する。例えば、「工場Fa(A)」、「工場Fa(B)」、「工場Fa(X)」、・・・、「工場Fa(Z)」と記載して区別する。複数の工場Faの各々を特に区別する必要がない場合は単に「工場Fa」と称する。 When it is necessary to distinguish between multiple factories Fa, they will be distinguished by adding suffixes such as "(A)", "(B)", "(C)", ..., "(Z)" to the reference numerals. For example, they will be distinguished by notation such as "Factory Fa(A)", "Factory Fa(B)", "Factory Fa(X)", ..., "Factory Fa(Z)". When there is no particular need to distinguish between each of the multiple factories Fa, they will simply be referred to as "Factory Fa".

また、作業工程Prについて、複数の作業工程Prの各々を区別する必要がある場合には、符号に「(1)」、「(2)」、「(3)」、・・・、「(n)」等の添え字を付して区別する。例えば、「作業工程Pr(1)」、「作業工程Pr(2)」、「作業工程Pr(3)」、・・・、「作業工程Pr(n)」と記載して区別する。複数の作業工程Prの各々を特に区別する必要がない場合は単に「作業工程Pr」と称する。 In addition, when it is necessary to distinguish between multiple work processes Pr, they are distinguished by adding suffixes such as "(1)", "(2)", "(3)", ..., "(n)" to the reference numeral. For example, they are distinguished by notation such as "work process Pr(1)", "work process Pr(2)", "work process Pr(3)", ..., "work process Pr(n)". When there is no particular need to distinguish between multiple work processes Pr, they are simply referred to as "work process Pr".

(作業について)
作業工程Prにおいて、作業者Huは、1つ以上の作業Op(1)、Op(2)、Op(3)、・・・Op(n)を行う。例えば、作業工程Pr(x)において、作業者Huは、作業Op(x1)、Op(x2)、Op(x3)を行う。一例を挙げれば、作業工程Pr(m)が「塗装」工程の場合、作業Op(x1)は、作業対象物Obの「把持」であってもよいし、作業Op(x2)は、作業対象物Obの「塗装」であってもよいし、作業Op(x3)は、作業対象物Obの「運搬」であってもよい。
(About the work)
In a work process Pr, a worker Hu performs one or more operations Op(1), Op(2), Op(3), ... Op(n). For example, in a work process Pr(x), a worker Hu performs operations Op(x1), Op(x2), and Op(x3). For example, when a work process Pr(m) is a "painting" process, the operation Op(x1) may be "holding" the work object Ob, the operation Op(x2) may be "painting" the work object Ob, and the operation Op(x3) may be "transporting" the work object Ob.

作業Opについて、複数の作業Opの各々を区別する必要がある場合には、符号に「(1)」、「(2)」、「(3)」、・・・、「(n)」等の添え字を付して区別し、特に区別する必要がない場合は単に「作業Op」と称する。 When it is necessary to distinguish between multiple work Ops, they will be distinguished by adding suffixes such as "(1)", "(2)", "(3)", ..., "(n)" to the reference numerals. When there is no particular need to distinguish between them, they will simply be referred to as "work Ops."

(作業場について)
工場Faは、1つ以上の作業場Ar(1)、Ar(2)、Ar(3)、・・・Ar(n)を含む。1つ以上の作業場Ar(1)、Ar(2)、Ar(3)、・・・Ar(n)の各々は、1つ以上の作業工程Pr(1)、Pr(2)、Pr(3)、・・・Pr(n)の各々に対応付けられている。すなわち、作業場Ar(m)は、作業工程Pr(m)に含まれる作業Op(m)を、作業者Huが行う領域である。
(About the workplace)
The factory Fa includes one or more work sites Ar(1), Ar(2), Ar(3), ..., Ar(n). Each of the one or more work sites Ar(1), Ar(2), Ar(3), ..., Ar(n) corresponds to one or more work processes Pr(1), Pr(2), Pr(3), ..., Pr(n). In other words, the work site Ar(m) is an area where a worker Hu performs an operation Op(m) included in the work process Pr(m).

作業場Arについて、複数の作業場Arの各々を区別する必要がある場合には、符号に「(1)」、「(2)」、「(3)」、・・・、「(n)」等の添え字を付して区別し、特に区別する必要がない場合は単に「作業場Ar」と称する。 When it is necessary to distinguish between multiple workplaces Ar, they will be distinguished by adding suffixes such as "(1)", "(2)", "(3)", ..., "(n)" to the reference numerals, and when there is no particular need to distinguish between them, they will simply be referred to as "workplace Ar".

(作業対象物について)
作業場Arには、作業者Huが行う作業Opの対象である作業対象物Obが1つ以上配置され、例えば、作業場Ar(x)には、作業対象物Ob(x1)、Ob(x2)、Ob(x3)、・・・、Ob(xn)が配置されている。
(About the work object)
In the workplace Ar, one or more work objects Ob that are the targets of work Op performed by a worker Hu are placed. For example, in the workplace Ar(x), work objects Ob(x1), Ob(x2), Ob(x3), ..., Ob(xn) are placed.

作業対象物Obは、作業者Hu以外の存在であり、例えば、いわゆる「ワーク」であり、また、例えば、作業Opを行う際に用いる工具である。 The work object Ob is an entity other than the worker Hu, for example, a so-called "workpiece," or, for example, a tool used when performing the work Op.

作業対象物Obについて、複数の作業対象物Obの各々を区別する必要がある場合には、符号に「(1)」、「(2)」、「(3)」、・・・、「(n)」等の添え字を付して区別し、特に区別する必要がない場合は単に「作業対象物Ob」と称する。 When it is necessary to distinguish between multiple work objects Ob, the reference numerals are suffixed with letters such as "(1)", "(2)", "(3)", ..., "(n)" to distinguish between them. When there is no particular need to distinguish between them, they are simply referred to as "work objects Ob".

(作業者について)
工場Faには、作業工程Prに含まれる作業Opを実行する作業者Huが1人以上存在し、例えば、作業者Hu(1)、Hu(2)、Hu(3)、・・・、Hu(n)が存在する。作業者Huは、例えば、作業者Huが被っている帽子の頭頂部などに付された作業者IDによって識別されてもよい。具体的には、工場Faに存在する作業者Hu(1)と作業者Hu(2)とは、作業者Hu(1)が被る帽子に付された作業者ID(1)と、作業者Hu(2)が被る帽子に付された作業者ID(2)とにより、各々が識別されてもよい。また、或る作業者Hu(1)を、別の作業者Hu(2)にとっての作業対象物Obとみなしてもよい。
(About the workers)
In the factory Fa, there are one or more workers Hu who perform the work Op included in the work process Pr, for example, workers Hu(1), Hu(2), Hu(3), ..., Hu(n). The workers Hu may be identified, for example, by a worker ID attached to the top of the hat worn by the worker Hu. Specifically, the workers Hu(1) and Hu(2) in the factory Fa may be identified by the worker ID(1) attached to the hat worn by the worker Hu(1) and the worker ID(2) attached to the hat worn by the worker Hu(2). In addition, a certain worker Hu(1) may be regarded as a work object Ob for another worker Hu(2).

作業者Huについて、複数の作業者Huの各々を区別する必要がある場合には、符号に「(1)」、「(2)」、「(3)」、・・・、「(n)」等の添え字を付して区別し、特に区別する必要がない場合は単に「作業者Hu」と称する。 When it is necessary to distinguish between multiple workers Hu, the reference numbers are supplemented with suffixes such as "(1)", "(2)", "(3)", ..., "(n)" to distinguish between them. When there is no particular need to distinguish between them, they are simply referred to as "workers Hu."

(機器および動作について)
工場Faは、1つ以上の機器40(1)、40(2)、40(3)、・・・40(n)を備える。作業者Huは、作業Opを行う際、機器40を利用してもよく、具体的には、作業者Huは、機器40が実行する動作Acを利用して、作業Opを行ってもよい。例えば、作業工程Pr(x)に含まれる作業Op(x)を作業者Huが行う際には、機器40(x)が利用されてもよく、具体的には、機器40(x)が実行する動作Ac(x)を利用して、作業者Huは作業Op(x)を行ってもよい。
(About equipment and operation)
The factory Fa includes one or more pieces of equipment 40(1), 40(2), 40(3), ... 40(n). When performing an operation Op, a worker Hu may use the equipment 40, and specifically, the worker Hu may perform the operation Op by using an operation Ac executed by the equipment 40. For example, when the worker Hu performs an operation Op(x) included in a work process Pr(x), the worker Hu may use the equipment 40(x), and specifically, the worker Hu may perform the operation Op(x) by using an operation Ac(x) executed by the equipment 40(x).

機器40について、複数の機器40の各々を区別する必要がある場合には、符号に「(1)」、「(2)」、「(3)」、・・・、「(n)」等の添え字を付して区別し、特に区別する必要がない場合は単に「機器40」と称する。 When it is necessary to distinguish between multiple devices 40, the devices 40 are distinguished by adding suffixes such as "(1)", "(2)", "(3)", ..., "(n)" to the reference numerals, and when there is no particular need to distinguish between the devices 40, they are simply referred to as "devices 40".

同様に、動作Acについて、複数の動作Acの各々を区別する必要がある場合には、符号に「(1)」、「(2)」、「(3)」、・・・、「(n)」等の添え字を付して区別し、特に区別する必要がない場合は単に「動作Ac」と称する。 Similarly, when it is necessary to distinguish between multiple operations Ac, they are distinguished by adding suffixes such as "(1)", "(2)", "(3)", ..., "(n)" to the reference numerals, and when there is no particular need to distinguish between them, they are simply referred to as "operations Ac".

(情報処理装置10を含むシステムの全体概要について)
これまで説明してきた環境について、情報処理装置10は、作業場Arを撮像した撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている作業者Huが行っている作業Opの内容を推定する。
(Overview of the system including the information processing device 10)
In the environment described above, the information processing device 10 estimates, from a captured image Im of the workplace Ar, the content of the operation Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im.

複数の撮像画像Imについて、各々が撮像された工場Faを区別する際には、以下のようにして記載して、複数の撮像画像Imの各々を区別する。例えば、工場Fa(A)の作業場Arを撮像した撮像画像Imは撮像画像Im(A)と記載し、工場Fa(B)の作業場Arを撮像した撮像画像Imは撮像画像Im(B)と記載して、撮像画像Imが撮像された工場Faを区別する。複数の撮像画像Imについて、各々が撮像された工場Faを特に区別する必要がない場合には、単に「撮像画像Im」と称する。 When distinguishing between the factories Fa in which each of the multiple captured images Im was captured, the multiple captured images Im are described as follows to distinguish between them. For example, an image Im captured of the work area Ar of factory Fa(A) is described as captured image Im(A), and an image Im captured of the work area Ar of factory Fa(B) is described as captured image Im(B) to distinguish between the factories Fa in which the captured images Im were captured. When there is no need to distinguish between the factories Fa in which each of the multiple captured images Im was captured, they are simply referred to as "captured images Im".

以下では先ず、図2を用いて、情報処理装置10を含む制御システム1等の概要について説明する。 First, the following describes an overview of the control system 1 including the information processing device 10 using FIG. 2.

図2は、情報処理装置10を含む制御システム1等の全体概要を示す図である。 Figure 2 shows an overview of the control system 1 including the information processing device 10.

天井カメラ30は、例えば作業場Arの天井に設置され、作業場Arを斜め上から見下ろす撮像画像Imを生成する。ただし、天井カメラ30が作業場Arごとに設置されることは必須ではない。工場Faの天井に、広域撮像カメラである天井カメラ30を1台設置し、1台の天井カメラ30によって工場Faの全体を俯瞰して撮像してもよい。すなわち、1台の天井カメラ30が、1つ以上の作業場Arを含む工場Faの全体を俯瞰し、工場Faの全体を撮像した撮像画像Imを生成してもよい。天井カメラ30は、生成した撮像画像Imを、情報処理装置10へと出力する。 The ceiling camera 30 is installed, for example, on the ceiling of the work area Ar, and generates a captured image Im looking down diagonally on the work area Ar. However, it is not necessary to install a ceiling camera 30 for each work area Ar. One ceiling camera 30, which is a wide-area imaging camera, may be installed on the ceiling of the factory Fa, and the entire factory Fa may be captured from above by the single ceiling camera 30. In other words, the single ceiling camera 30 may overlook the entire factory Fa, including one or more work areas Ar, and generate a captured image Im that captures the entire factory Fa. The ceiling camera 30 outputs the generated captured image Im to the information processing device 10.

情報処理装置10は、制御システム1に含まれ、例えばUSB(Universal Serial Bus)ケーブルを介して、天井カメラ30と通信可能に接続されている。情報処理装置10は、天井カメラ30から、作業場Arを撮像した撮像画像Imを取得する。情報処理装置10は、天井カメラ30から取得した撮像画像Imに対し画像解析を実行し、撮像画像Imに撮像されている作業者Huが行っている作業Opの内容を推定する。情報処理装置10は、推定した作業Opの内容を、外部へと出力する。 The information processing device 10 is included in the control system 1 and is communicatively connected to the ceiling camera 30 via, for example, a USB (Universal Serial Bus) cable. The information processing device 10 acquires an image Im of the workplace Ar from the ceiling camera 30. The information processing device 10 performs image analysis on the image Im acquired from the ceiling camera 30 and estimates the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the image Im. The information processing device 10 outputs the estimated content of the work Op to the outside.

また、情報処理装置10は、PLC(Programmable Logic Controller)20から、PLC20によって動作Acを制御される機器40が実行した動作Acの内容および結果を示す動作結果Laから生成された工程情報を取得する。 The information processing device 10 also acquires process information generated from an operation result La from a PLC (Programmable Logic Controller) 20, the operation result La indicating the content and result of an operation Ac executed by a device 40 whose operation Ac is controlled by the PLC 20.

(マスタスレーブ制御システムについて)
制御システム1において、工場Faにおける作業工程Prを実施するのに用いられる機器40は、ラインコントローラとしてのPLC20により制御される。すなわち、PLC20をマスタとし、複数の機器40の各々をスレーブとするマスタスレーブ制御システムとしての制御システム1が構築され、複数の機器40の各々はネットワーク(制御ネットワーク50)を介してPLC20に通信可能に接続されている。PLC20は、制御ネットワーク50を介したデータ伝送を管理しているという意味で「マスタ」と呼ばれる。「マスタ」および「スレーブ」は、制御ネットワーク50上のデータ伝送の制御機能に着目して定義されるものであり、各装置間でどのような情報が送受信されるかについては、特に限定されない。
(Master-slave control system)
In the control system 1, the devices 40 used to perform the work process Pr in the factory Fa are controlled by the PLC 20 as a line controller. That is, the control system 1 is constructed as a master-slave control system in which the PLC 20 is the master and each of the devices 40 is a slave, and each of the devices 40 is communicatively connected to the PLC 20 via a network (control network 50). The PLC 20 is called a "master" in the sense that it manages data transmission via the control network 50. The terms "master" and "slave" are defined with a focus on the control function of data transmission on the control network 50, and there is no particular limitation on the type of information transmitted and received between the devices.

PLC20は、制御システム1全体を制御する制御装置(コントローラ)であり、複数の機器40の各々と通信可能に接続されている。PLC20は、入力デバイス(計測デバイス)としての複数の機器40の各々からの情報を入力データとして取得する。PLC20は、予め組み込まれたユーザプログラムに従って、取得した入力データを用いた演算処理を実行する。PLC20は、前記演算処理を実行して、制御システム1に対する制御内容を決定し、例えば、アクチュエータなどの出力デバイスとしての複数の機器40の各々への制御内容を決定し、その制御内容に対応する制御データを、複数の機器40の各々へと出力する。PLC20は、複数の機器40の各々からの入力データの取得と、複数の機器40の各々への制御データの取得とを、所定の周期(制御周期)で繰り返し実行する。PLC20には、例えば、不図示の表示部および操作部が接続されてもよい。表示部は、画像を表示可能な液晶パネル等で構成され、また、操作部は、典型的には、タッチパネル、キーボード、マウス等で構成される。 PLC 20 is a control device (controller) that controls the entire control system 1, and is connected to each of the multiple devices 40 so as to be able to communicate with them. PLC 20 acquires information from each of the multiple devices 40 as input devices (measurement devices) as input data. PLC 20 executes arithmetic processing using the acquired input data according to a user program previously installed. PLC 20 executes the arithmetic processing to determine the control content for the control system 1, for example, determines the control content for each of the multiple devices 40 as output devices such as actuators, and outputs control data corresponding to the control content to each of the multiple devices 40. PLC 20 repeatedly acquires input data from each of the multiple devices 40 and acquires control data for each of the multiple devices 40 at a predetermined period (control period). For example, a display unit and an operation unit (not shown) may be connected to PLC 20. The display unit is composed of a liquid crystal panel capable of displaying images, and the operation unit is typically composed of a touch panel, a keyboard, a mouse, etc.

機器40は、PLC20をマスタとするマスタスレーブ制御システムとしての制御システム1におけるスレーブである。機器40は、所定の制御周期ごとに繰り返し入力データをPLC20へと送信する入力デバイスであり、または、所定の制御周期ごとに繰り返し制御データをPLC20から受信し、受信した制御データにしたがって動作する出力デバイスである。機器40は、例えば、入力データとして、PLC20に検知結果等を送信する入力デバイスとしてのセンサ(例えば、光電センサ)であってもよく、読み取り結果を送信するバーコードリーダであってもよく、検査結果を送信する検査機(テスター)であってもよい。また、機器40は、複数の入力デバイスが接続されたPT(Programmable Terminal)であってもよい。さらに、機器40は、ネジ締め、ピッキング等を実行する出力デバイスとしてのロボット等であってもよい。 The device 40 is a slave in the control system 1 as a master-slave control system with the PLC 20 as the master. The device 40 is an input device that repeatedly transmits input data to the PLC 20 at a predetermined control period, or an output device that repeatedly receives control data from the PLC 20 at a predetermined control period and operates according to the received control data. The device 40 may be, for example, a sensor (e.g., a photoelectric sensor) as an input device that transmits detection results, etc., as input data to the PLC 20, a barcode reader that transmits read results, or an inspection machine (tester) that transmits inspection results. The device 40 may also be a PT (Programmable Terminal) to which multiple input devices are connected. Furthermore, the device 40 may be a robot, etc., as an output device that performs screw tightening, picking, etc.

制御ネットワーク50は、PLC20が受信し、またはPLC20が送信する各種データを伝送し、典型的には、各種の産業用イーサネット(登録商標)を用いることができ、フィールドネットワークと称されることもある。産業用イーサネット(登録商標)としては、たとえば、EtherCAT(登録商標)、Profinet IRT、MECHATROLINK(登録商標)-III、Powerlink、SERCOS(登録商標)-III、CIP Motionなどが知られており、これらのうちのいずれを採用してもよい。さらに、産業用イーサネット(登録商標)以外のフィールドネットワークを用いてもよい。たとえば、モーション制御を行わない場合であれば、DeviceNet、CompoNet/IP(登録商標)などを用いてもよい。 The control network 50 transmits various data received by the PLC 20 or transmitted by the PLC 20, and typically may use various types of industrial Ethernet (registered trademark), and may also be referred to as a field network. Known industrial Ethernet (registered trademark) include, for example, EtherCAT (registered trademark), Profinet IRT, MECHATROLINK (registered trademark)-III, Powerlink, SERCOS (registered trademark)-III, and CIP Motion, and any of these may be adopted. Furthermore, a field network other than the industrial Ethernet (registered trademark) may also be used. For example, if motion control is not performed, DeviceNet, CompoNet/IP (registered trademark), etc. may be used.

本実施形態では、制御ネットワーク50上をデータフレームが順次転送されることで、PLC20(マスタ)と機器40(スレーブ)との間でデータが送受信される制御システム1について説明を行う。すなわち、制御ネットワーク50上をデータフレームが所定の制御周期で順次転送されることで、PLC20と機器40との間でデータが制御周期ごとに繰り返し送受信される。制御ネットワーク50上をデータフレームが順次転送されることで、複数の機器40の間で、つまり、複数のスレーブ間で、データが送受信されてもよい。 In this embodiment, a control system 1 is described in which data frames are transferred sequentially over a control network 50, thereby transmitting and receiving data between a PLC 20 (master) and a device 40 (slave). That is, data frames are transferred sequentially over the control network 50 at a predetermined control period, thereby repeatedly transmitting and receiving data between the PLC 20 and the device 40 at each control period. Data may be transmitted and received between multiple devices 40, i.e., multiple slaves, by transferring data frames sequentially over the control network 50.

情報処理装置10は、制御システム1に含まれるが、情報処理装置10は、制御システム1におけるスレーブでなくともよい。 The information processing device 10 is included in the control system 1, but the information processing device 10 does not have to be a slave in the control system 1.

(工程情報について)
機器40をスレーブとするマスタスレーブ制御システムである制御システム1において、マスタであるPLC20は、例えば所定の制御周期ごとに繰り返し、スレーブである機器40から、動作結果Laを受信する。動作結果Laは、「機器40の実行した動作Acの内容および結果」を示す情報である。すなわち、機器40は、作業工程Prの実施に際して実際に実行した動作Acの内容および結果を示す動作結果Laを、所定の周期で繰り返し、PLC20へと送信する。例えば、機器40(x)は、作業工程Pr(x)の実施の際に実行した動作Ac(x)の内容および結果を示す動作結果La(x)を、制御周期で繰り返し、PLC20へと送信する。
(Regarding process information)
In the control system 1, which is a master-slave control system in which the device 40 is a slave, the PLC 20, which is the master, receives an operation result La from the device 40, which is a slave, for example, repeatedly at a predetermined control period. The operation result La is information indicating "the content and result of the operation Ac performed by the device 40." That is, the device 40 transmits the operation result La, which indicates the content and result of the operation Ac actually performed when performing the work process Pr, to the PLC 20 at a predetermined period. For example, the device 40(x) transmits the operation result La(x), which indicates the content and result of the operation Ac(x) performed when performing the work process Pr(x), to the PLC 20 at a control period.

PLC20は、例えば、入力デバイス(計測デバイス)としての機器40が実行した計測動作の結果である計測結果を、機器40の動作結果Laとして取得する。また、機器40が検査機である場合、PLC20は、機器40が実行した検査動作の結果を、例えば、「検査基準を満たした、または、満たさなかった」といった検査結果を、機器40の動作結果Laとして取得する。さらに、PLC20は、例えば、出力デバイスとしての機器40が実行した出力動作の結果を、機器40の動作結果Laとして取得する。機器40がネジ締め、ピッキング等を実行するロボットである場合、PLC20は、ネジ締め回数、ピッキング結果(ピッキングの成功またはピッキングエラー)等の動作結果Laを、機器40の動作結果Laとして取得する。 The PLC 20 acquires, for example, the measurement result, which is the result of the measurement operation performed by the equipment 40 as an input device (measuring device), as the operation result La of the equipment 40. Furthermore, if the equipment 40 is an inspection machine, the PLC 20 acquires the result of the inspection operation performed by the equipment 40, for example, the inspection result, such as "whether the inspection criteria were met or not met," as the operation result La of the equipment 40. Furthermore, the PLC 20 acquires, for example, the result of the output operation performed by the equipment 40 as an output device, as the operation result La of the equipment 40. If the equipment 40 is a robot that performs screw tightening, picking, etc., the PLC 20 acquires, for example, the operation result La of the equipment 40, such as the number of screw tightenings, the picking result (picking success or picking error), etc.

PLC20は、作業工程Prの実施に際して機器40が実際に実行した動作Acの内容および結果を示す動作結果Laを、機器40から所定の周期で繰り返し受信し、受信した動作結果Laを、工程情報として情報処理装置10へと送信する(つまり、転送する)。また、PLC20は、機器40から所定の周期で繰り返し受信した動作結果Laを用いて生成した情報を、工程情報として情報処理装置10へ送信する。 The PLC 20 repeatedly receives operation results La from the equipment 40 at a predetermined cycle, the operation results La indicating the content and results of the operations Ac actually performed by the equipment 40 when carrying out the work process Pr, and transmits (i.e., transfers) the received operation results La to the information processing device 10 as process information. The PLC 20 also transmits information generated using the operation results La repeatedly received at a predetermined cycle from the equipment 40 to the information processing device 10 as process information.

さらに、PLC20は、機器40から所定の周期で繰り返し受信した動作結果Laを、工程情報として、制御システム1の外部に送信してもよい。例えば、PLC20は、機器40から所定の周期で繰り返し受信した動作結果Laを、工程情報として、MES(Manufacturin g Execution System、製造実行システム)などに接続した、図2に示す社内LAN(Local Area Network)に送信してもよい。 Furthermore, the PLC 20 may transmit the operation result La repeatedly received from the device 40 at a predetermined cycle to the outside of the control system 1 as process information. For example, the PLC 20 may transmit the operation result La repeatedly received from the device 40 at a predetermined cycle to an in-house LAN (Local Area Network) shown in FIG. 2 connected to a MES (Manufacturing Execution System) or the like as process information.

情報処理装置10は、PLC20から取得する工程情報(動作結果La)から、作業工程Prの実施に際し機器40が実行した動作Acの動作開始時刻Tms、動作完了時刻Tme、動作期間Daを特定する。そして、情報処理装置10は、特定した動作開始時刻Tms、動作完了時刻Tme、動作期間Da、および、動作Acに対応する所定の動作基準Saを用いて、動作Acに対する種々の判定を実行する。 The information processing device 10 identifies the operation start time Tms, operation completion time Tme, and operation period Da of the operation Ac performed by the equipment 40 when carrying out the work process Pr from the process information (operation result La) acquired from the PLC 20. Then, the information processing device 10 performs various judgments on the operation Ac using the identified operation start time Tms, operation completion time Tme, operation period Da, and a predetermined operation standard Sa corresponding to the operation Ac.

しかしながら、工程情報に含まれる動作結果La(特に、動作Ac)に対する上述の判定は、PLC20が実行してもよく、PLC20は、上述の判定の結果を、工程情報に含めて、または、工程情報に代えて、情報処理装置10へと送信してもよい。 However, the above-mentioned judgment on the operation result La (particularly, operation Ac) included in the process information may be performed by PLC 20, and PLC 20 may transmit the result of the above-mentioned judgment to information processing device 10 by including it in the process information or instead of the process information.

上述の説明において、動作開始時刻Tmsとは、作業工程Prに用いられる機器40が、作業工程Prの実施に際して、動作Acの実行を開始した時点であり、動作完了時刻Tmeとは、動作Acの実行を完了した時点である。動作期間Daは、動作開始時刻Tmsから動作完了時刻Tmeまでの期間である。 In the above description, the operation start time Tms is the time when the device 40 used in the work process Pr starts to perform the operation Ac when carrying out the work process Pr, and the operation completion time Tme is the time when the operation Ac is completed. The operation period Da is the period from the operation start time Tms to the operation completion time Tme.

(マスタスレーブ制御システム以外のシステムおよび装置について)
図2には、マスタスレーブ制御システムとしての制御システム1に加えて、社内LANシステム、他ネットワークシステム等が示されている。社内LANは、MESとも称される工程情報DB(Database)等に接続している。工程情報DBには、「作業工程Prの実施に用いられる機器40が実行すべき標準的な動作」を示す情報が、動作基準Saとして格納されている。
(For systems and devices other than master-slave control systems)
2 shows an in-house LAN system, other network systems, etc., in addition to the control system 1 as a master-slave control system. The in-house LAN is connected to a process information DB (Database) also called MES. The process information DB stores information indicating "standard operations that should be performed by the equipment 40 used to perform the work process Pr" as an operation standard Sa.

また、図2に示す例では、MESとしての工程情報DBに、工場Faにおいて発生した各種のイベントを監視し、管理するイベント管理装置60が、社内LANを介して接続している。ただし、イベント管理装置60が社内LANを介して工程情報DBに接続していることは必須ではなく、イベント管理装置60は設けなくてもよい。 In the example shown in FIG. 2, an event management device 60 that monitors and manages various events that occur in the factory Fa is connected to the process information DB as the MES via an in-house LAN. However, it is not essential that the event management device 60 is connected to the process information DB via an in-house LAN, and the event management device 60 does not have to be provided.

さらに、工程情報DBには、社内LANを介して、PLC20が接続している。図示はしていないが、工程情報DBと情報処理装置10とは接続されていてもよい。また、社内LANには、MESに加えて、不図示のERP(Enterprise Resources Planning)、WMS(Warehouse Management System)等が接続されていてもよい。 Furthermore, the process information DB is connected to the PLC 20 via an in-house LAN. Although not shown, the process information DB and the information processing device 10 may be connected. In addition to the MES, the in-house LAN may also be connected to an ERP (Enterprise Resources Planning), WMS (Warehouse Management System), etc. (not shown).

図2において、工程情報DBには、制御ネットワーク50とも社内LANとも異なる「他ネットワーク」を介して、動画保存サーバ等が接続されている。動画保存サーバ等には、他ネットワークを介して情報処理装置10が接続されており、情報処理装置10から送信された撮像画像Im、情報処理装置10が推定した作業Opの内容、および、支援情報などが動画保存サーバ等に格納される。また、動画保存サーバ等には、PC(Personal Computer)等によって実現される外部装置70が接続され、外部装置70は、例えば、撮像画像Im、情報処理装置10が推定した作業Opの内容、および、支援情報などを表示し、工程情報等の可視化を実行する。すなわち、外部装置70は、作業工程Prの改善に必要な情報を一覧表示し、ボトルネックとなっている作業工程Pr、作業工程Prに発生したエラーの日時等を示す情報を、対応する撮像画像Imと対応付けて表示する。 In FIG. 2, the process information DB is connected to a video storage server, etc., via an "other network" different from the control network 50 and the in-house LAN. The information processing device 10 is connected to the video storage server, etc., via the other network, and the captured image Im transmitted from the information processing device 10, the contents of the work Op estimated by the information processing device 10, and support information are stored in the video storage server, etc. In addition, an external device 70 realized by a PC (Personal Computer) or the like is connected to the video storage server, etc., and the external device 70 displays, for example, the captured image Im, the contents of the work Op estimated by the information processing device 10, and support information, etc., and performs visualization of process information, etc. In other words, the external device 70 displays a list of information necessary for improving the work process Pr, and displays information indicating the work process Pr that is a bottleneck, the date and time of an error that occurred in the work process Pr, etc., in association with the corresponding captured image Im.

天井カメラ30は、前述の通り、作業場Arを撮像して撮像画像Imを生成し、生成した撮像画像Imを、例えば例えばUSB(Universal Serial Bus)ケーブルである通信ケーブルを介して、情報処理装置10へと送信する。 As described above, the ceiling camera 30 captures an image of the work area Ar to generate a captured image Im, and transmits the generated captured image Im to the information processing device 10 via a communication cable, such as a USB (Universal Serial Bus) cable.

情報処理装置10は、例えば、PC等によって実現され、PLC20から取得する工程情報と、天井カメラ30から取得する撮像画像Imとを組み合わせて、両者の効率的な利用を可能とするデータ抽出装置である。情報処理装置10は、「工場Faにおける複数の機器40の実際の動作Acの内容および結果を示す動作結果La」を含む工程情報を、「撮像画像Im」および「撮像画像Imから推定した作業Opの内容」と組み合わせることで、作業工程Prを可視化する。情報処理装置10は、PLC20から取得する工程情報、天井カメラ30から取得する撮像画像Im、および、撮像画像Imから推定した作業Opの内容などを組み合わせることで、作業工程Prを可視化し、また、作業工程Prを効率的かつ精緻に分析する。 The information processing device 10 is realized by, for example, a PC or the like, and is a data extraction device that combines process information acquired from the PLC 20 and captured images Im acquired from the ceiling camera 30 to enable efficient use of both. The information processing device 10 visualizes the work process Pr by combining process information including "operation results La showing the contents and results of actual operations Ac of multiple devices 40 in the factory Fa" with "captured images Im" and "contents of work Op estimated from captured images Im". The information processing device 10 visualizes the work process Pr by combining process information acquired from the PLC 20, captured images Im acquired from the ceiling camera 30, and contents of work Op estimated from captured images Im, and also analyzes the work process Pr efficiently and precisely.

例えば、情報処理装置10は、工程情報の可視化に加え、ボトルネックとなっている作業工程Prを抽出し、抽出した作業工程Prの実施状況を撮像した撮像画像Imと、抽出した作業工程Prの工程情報とを組み合わせる。したがって、ユーザは、例えば、ボトルネックとなっている作業工程Prについて、ボトルネックとなっている原因、不具合要因を特定するのが容易になり、作業工程Prの改善作業を効率的に行うことができるようになる。加えて、情報処理装置10は、不良発生時のトレイサビリティにも用いることができる。 For example, the information processing device 10, in addition to visualizing the process information, extracts the work process Pr that is a bottleneck, and combines an image Im capturing an image of the implementation status of the extracted work process Pr with the process information of the extracted work process Pr. Therefore, for example, the user can easily identify the cause of the bottleneck and the cause of the defect for the work process Pr that is a bottleneck, and can efficiently perform improvement work for the work process Pr. In addition, the information processing device 10 can also be used for traceability when a defect occurs.

また、情報処理装置10は、撮像画像Imと、複数の機器40の各々の工程情報とを組み合わせることにより、撮像画像Imに対する解析と工程情報に対する解析との両方の解析制度を向上させることができる。例えば、情報処理装置10は、PLC20から取得する工程情報(動作結果La)を用いて、機器40が動作Acを開始した動作開始時刻Tms、および、動作Acを完了した動作完了時刻Tmeを特定する。情報処理装置10は、動作開始時刻Tmsから動作完了時刻Tmeまでの期間である動作期間Daに撮像された撮像画像Imに対し解析を実行することで、動作期間Daにおける機器40の動作Acと作業者Huの作業Opとを高精度で対応付けることができる。 In addition, the information processing device 10 can improve the accuracy of both the analysis of the captured image Im and the analysis of the process information by combining the captured image Im with the process information of each of the multiple devices 40. For example, the information processing device 10 uses the process information (operation result La) acquired from the PLC 20 to identify the operation start time Tms at which the device 40 starts the operation Ac and the operation completion time Tme at which the operation Ac is completed. The information processing device 10 can perform an analysis of the captured image Im captured during the operation period Da, which is the period from the operation start time Tms to the operation completion time Tme, to associate the operation Ac of the device 40 during the operation period Da with the work Op of the worker Hu with high accuracy.

さらに、情報処理装置10は、工程情報DBから、「作業工程Prの実施に用いられる機器40が実行すべき標準的な動作」を示す動作基準Saを取得する。そして、情報処理装置10は、取得した動作基準Saを用いて、「作業工程Prの実施に用いられる機器40が実行した実際の動作Ac」に対する判定を実行する。情報処理装置10は、動作基準Saが示す標準的な動作とは異なると判定した動作Acに対応する作業工程Prの実施状況を撮像した撮像データIdについて、解析を実行してもよい。 Furthermore, the information processing device 10 acquires an action standard Sa indicating "standard actions that should be performed by the equipment 40 used to perform the work process Pr" from the process information DB. Then, the information processing device 10 uses the acquired action standard Sa to perform a judgment on "actual actions Ac performed by the equipment 40 used to perform the work process Pr". The information processing device 10 may perform an analysis on the imaging data Id capturing an image of the implementation status of the work process Pr corresponding to the actions Ac that are determined to be different from the standard actions indicated by the action standard Sa.

(作業内容の推定について)
情報処理装置10は、撮像画像Imを解析して、作業者Huが作業対象物Obについて行う作業Opの内容を推定する。作業場Arにおいて作業者Huが行う作業Opは、一般に、作業対象物Obについて行う作業Opである。そのため、作業Opは、作業者Huと作業対象物Obとの組合せ(ペア)についての、作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用として捉えることができる。
(Estimation of work content)
The information processing device 10 analyzes the captured image Im to estimate the content of the work Op performed by the worker Hu on the work object Ob. The work Op performed by the worker Hu in the work area Ar is generally a work Op performed on the work object Ob. Therefore, the work Op can be regarded as an interaction between the worker Hu and the work object Ob for a combination (pair) of the worker Hu and the work object Ob.

ここで、従来、撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている人間と、撮像画像Imに撮像されているオブジェクトとの間の相互作用であるHOI(Human Object Interaction)を検出する方法が研究されている。例えば、人間とオブジェクトとの両方をローカライズし、両者の間の相互作用を特定するHOI検出が知られている。そのようなHOI検出のためのアルゴリズムとして、iCAN(Instance-Centric Attention Network for Human-Object Interaction Detection)を挙げることができる。 Here, conventionally, methods have been studied for detecting a HOI (Human Object Interaction), which is an interaction between a human captured in a captured image Im and an object captured in the captured image Im, from a captured image Im. For example, HOI detection is known that localizes both a human and an object and identifies the interaction between the two. An example of an algorithm for such HOI detection is iCAN (Instance-Centric Attention Network for Human-Object Interaction Detection).

情報処理装置10は、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定するのに、iCANなどのHOI検出アルゴリズムを利用することができる。すなわち、情報処理装置10は、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を、HOIを検出するHOI検出アルゴリズムを利用して、推定することができる。 The information processing device 10 can use an HOI detection algorithm such as iCAN to estimate the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob. That is, the information processing device 10 can estimate the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob for the "pair of the worker Hu and the work object Ob" captured in the captured image Im by using an HOI detection algorithm that detects the HOI.

ただし、iCANなどの一般的なHOI検出アルゴリズムは、撮像画像Imから検出した全ての人間と全てのオブジェクトとについて、考えられる全てのペアを想定し、各ペアの間の相互作用の内容を外観の特徴と粗い空間情報等に基づいて予測する。そのため、一般的なHOI検出アルゴリズムには、図3を用いて説明するような問題がある。 However, general HOI detection algorithms such as iCAN consider all possible pairs of all people and all objects detected in the captured image Im, and predict the content of the interaction between each pair based on the appearance features and rough spatial information, etc. For this reason, general HOI detection algorithms have problems as described using Figure 3.

(一般的なHOI検出アルゴリズムの抱える問題)
図3は、iCANなどの一般的なHOI検出アルゴリズムが抱える問題を説明するための図である。図3に例示する撮像画像Imは、柵を隔てて、左に兄弟(作業者Hu(1)およびHu(2))が居り、右に牛が3頭(作業対象物Ob(1)、OB(2)、OB(3))居る状況を撮像した撮像画像Imである。図3に例示する撮像画像Imにおいて、弟は一番手前の牛を見ており、兄は手前から2番目の牛に餌を差し出している。
(Problems with General HOI Detection Algorithms)
Fig. 3 is a diagram for explaining the problems with a general HOI detection algorithm such as iCAN. The captured image Im shown in Fig. 3 is a captured image Im capturing a situation in which two brothers (workers Hu(1) and Hu(2)) are on the left and three cows (work objects Ob(1), OB(2), and OB(3)) are on the right, separated by a fence. In the captured image Im shown in Fig. 3, the younger brother is looking at the cow in the foreground, and the older brother is offering food to the second cow from the front.

図3に示す例において、撮像画像Imから、2人の人間(作業者Hu(1)およびHu(2))と4つのオブジェクト(作業対象物Ob(1)、OB(2)、OB(3)、および、OB(4))が検出されている。なお、作業対象物Ob(4)は、撮像画像Imから誤検出されたオブジェクトである。 In the example shown in FIG. 3, two people (workers Hu(1) and Hu(2)) and four objects (work objects Ob(1), OB(2), OB(3), and OB(4)) are detected from the captured image Im. Note that the work object Ob(4) is an object that has been erroneously detected from the captured image Im.

前述の通り、一般的なHOI検出アルゴリズムは、撮像画像Imから検出した全ての人間と全てのオブジェクトとについて、考えられる全てのペアを想定し、各ペアにおける相互作用であるHOIを分類し、つまり、HOIの内容を予測する(推定する)。そのため、図3に例示する撮像画像Imについて、一般的なHOI検出アルゴリズムは、2人の人間と4つのオブジェクトとから計8つのペアを想定し、想定した8つのペアの各々について、人間とオブジェクトとの間の相互作用であるHOIの内容を推定する。 As described above, a typical HOI detection algorithm considers all possible pairs of all humans and all objects detected from the captured image Im, classifies the HOI, which is the interaction between each pair, and predicts (estimates) the content of the HOI. Therefore, for the captured image Im shown in FIG. 3, a typical HOI detection algorithm considers a total of eight pairs of two humans and four objects, and estimates the content of the HOI, which is the interaction between the human and the object, for each of the eight considered pairs.

しかしながら、図3に例示する撮像画像Imにおいて、人間とオブジェクトとの間の相互作用が実際にあるペアは、「作業者Hu(1)と作業対象物Ob(2)とのペア」と「作業者Hu(2)と作業対象物Ob(3)とのペア」との2つだけである。これら2つのペア以外の6つのペアについては、HOIの内容を推定する必要がないにもかかわらず、一般的なHOI検出アルゴリズムは、これら6つのペアについても、HOIの内容を推定しようとしてしまう。そのため、一般的なHOI検出アルゴリズムは、撮像画像ImからHOIを検出するまでに、時間を要するという問題がある。 However, in the captured image Im shown in FIG. 3, there are only two pairs in which there is actual interaction between a human and an object: "pair of worker Hu(1) and work object Ob(2)" and "pair of worker Hu(2) and work object Ob(3)." Although there is no need to estimate the HOI content for the other six pairs, a typical HOI detection algorithm attempts to estimate the HOI content for these six pairs as well. Therefore, a typical HOI detection algorithm has the problem that it takes a long time to detect the HOI from the captured image Im.

また、一般的なHOI検出アルゴリズムは、実際には両者の間に相互作用はない「人間とオブジェクトとのペア」についても、HOIの内容を推定してしまうため、推定の精度が低下するという問題がある。例えば、一般的なHOI検出アルゴリズムは、図3の撮像画像Imに対し、「作業者Hu(1)と作業対象物Ob(2)とのペア」と「作業者Hu(2)と作業対象物Ob(3)とのペア」以外のペアについてもHOIの内容を推定するため、推定精度が低下する。 In addition, general HOI detection algorithms have the problem of inferring the HOI content even for "human-object pairs" where there is no actual interaction between the two, resulting in reduced estimation accuracy. For example, general HOI detection algorithms infer the HOI content for pairs other than the "pair of worker Hu(1) and work object Ob(2)" and the "pair of worker Hu(2) and work object Ob(3)" for the captured image Im in FIG. 3, resulting in reduced estimation accuracy.

(本実施形態に係る情報処理装置による推定対象の抽出)
そこで、情報処理装置10は、HOI(つまり、作業Op)の内容を推定する推定処理の推定精度を向上させるために、以下の処理を実行する。すなわち、情報処理装置10は、先ず、「撮像画像Imに撮像されている人間(作業者Hu)」と、「撮像画像Imに撮像されているオブジェクト(作業対象物Ob)」との間に相互作用が実際にあるか否かを認識する(判定する)。そして、情報処理装置10は、両者の間に相互作用があると判定した人間とオブジェクトとのペアについてのみ、その人間がそのオブジェクトについて行っている動作(HOI)の内容を推定する。
(Extraction of Estimation Target by Information Processing Device According to the Present Embodiment)
Therefore, the information processing device 10 executes the following process to improve the estimation accuracy of the estimation process for estimating the contents of the HOI (i.e., the task Op). That is, the information processing device 10 first recognizes (determines) whether or not there is actually an interaction between the "human (worker Hu) captured in the captured image Im" and the "object (work target Ob) captured in the captured image Im". Then, the information processing device 10 estimates the contents of the operation (HOI) that the human is performing with respect to the object only for the pair of the human and the object that is determined to have an interaction between them.

つまり、情報処理装置10は、人間とオブジェクトとのペアについて、「HOIとしての作業Op」の内容を推定する前に、「両者の間に相互作用がない」と判定した人間とオブジェクトとのペアを除外するフィルタを採用し、つまり、以下の判定処理を実行する。 In other words, before estimating the content of the "operation Op as HOI" for a human-object pair, the information processing device 10 employs a filter that excludes human-object pairs that are determined to have "no interaction between the two," i.e., executes the following determination process.

すなわち、情報処理装置10は、各々が、撮像画像Imから検出した作業者Huと撮像画像Imから検出した作業対象物Obとから成る、全てのペアについて、各々、「作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否」を判定する。言い換えれば、情報処理装置10は、各々が、撮像画像Imから検出した作業者Huと撮像画像Imから検出した作業対象物Obとから成る、全てのペアから、「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用があるペア」だけを抽出する。 That is, the information processing device 10 determines "whether or not there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob" for each of all pairs, each of which is composed of a worker Hu detected from the captured image Im and a work object Ob detected from the captured image Im. In other words, the information processing device 10 extracts only "pairs in which there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob" from among all pairs, each of which is composed of a worker Hu detected from the captured image Im and a work object Ob detected from the captured image Im.

例えば、情報処理装置10は、図3の撮像画像Imから、2人の作業者Huと4つの作業対象物Obとを検出し、各々が作業者Huと作業対象物Obとから成る、計8つのペアを検出する。情報処理装置10は、上述の8つのペアについて、各々、「作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否」をモデルベースで判定する。そして、情報処理装置10は、上述の8つのペアから、「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用がある」2つのペアだけを抽出する。図3に例示する撮像画像Imについて、情報処理装置10は、上述の8つのペアから、「作業者Hu(1)と作業対象物Ob(2)とのペア」および「作業者Hu(2)と作業対象物Ob(3)とのペア」を抽出する。 For example, the information processing device 10 detects two workers Hu and four work objects Ob from the captured image Im in FIG. 3, and detects a total of eight pairs, each consisting of a worker Hu and a work object Ob. The information processing device 10 determines the presence or absence of an interaction between the worker Hu and the work object Ob for each of the above-mentioned eight pairs on a model basis. Then, the information processing device 10 extracts only two pairs in which there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob from the above-mentioned eight pairs. For the captured image Im illustrated in FIG. 3, the information processing device 10 extracts a pair of a worker Hu (1) and a work object Ob (2) and a pair of a worker Hu (2) and a work object Ob (3) from the above-mentioned eight pairs.

そして、情報処理装置10は、「両者の間に相互作用がある」と判定した「作業者Huと作業対象物Obとのペア」についてのみ、HOI検出を実行し、つまり、作業者Huが作業対象物Obに対して行なっている作業Opの内容を推定する。図3の例では、情報処理装置10は、「作業者Hu(1)と作業対象物Ob(2)とのペア」および「作業者Hu(2)と作業対象物Ob(3)とのペア」についてのみ、HOI検出を実行する。 Then, the information processing device 10 performs HOI detection only for the "pair of worker Hu and work object Ob" that is determined to have "interaction between them," that is, estimates the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob. In the example of FIG. 3, the information processing device 10 performs HOI detection only for the "pair of worker Hu (1) and work object Ob (2)" and the "pair of worker Hu (2) and work object Ob (3)."

情報処理装置10は、撮像画像Imから検出した「作業者Huと作業対象物Obとのペア」の全てについてHOI検出を実行するのではなく、両者の間に相互作用がある「作業者Huと作業対象物Obとのペア」についてのみ、HOI検出を実行する。 The information processing device 10 does not perform HOI detection for all "pairs of a worker Hu and a work object Ob" detected from the captured image Im, but performs HOI detection only for "pairs of a worker Hu and a work object Ob" between which there is an interaction.

したがって、情報処理装置10は、HOI検出に係る計算量を抑制し、HOI検出に要する時間を短縮することができる。言い換えれば、情報処理装置10は、撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する際の計算量を抑制し、推定に要する時間を短縮し、推定処理を高速化することができる。 Therefore, the information processing device 10 can reduce the amount of calculations related to HOI detection and shorten the time required for HOI detection. In other words, the information processing device 10 can reduce the amount of calculations required when estimating the content of the work Op that the worker Hu captured in the captured image Im is performing on the work object Ob captured in the captured image Im, shorten the time required for the estimation, and speed up the estimation process.

また、情報処理装置10は、両者の間に相互作用がある作業者Huと作業対象物Obとのペアについてのみ、HOI検出(作業Opの内容の推定)を実行することによって、HOI検出の精度を向上させることができる。 In addition, the information processing device 10 can improve the accuracy of HOI detection by performing HOI detection (estimation of the content of the work Op) only for pairs of workers Hu and work objects Ob that have interactions between them.

(転移学習について)
情報処理装置10は、撮像画像Imから作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する解析処理において、互いに区別される判定処理と推定処理とを実行する。判定処理は、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否」を判定する処理である。推定処理は、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を推定する処理である。特に、推定処理は、判定処理によって「両者の間に相互作用がある」と判定された「撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとのペア」についてのみ、「HOIとしての作業Op」の内容を推定する処理である。
(About transfer learning)
The information processing device 10 executes a determination process and an estimation process, which are distinguished from each other, in an analysis process for estimating the content of the work Op performed by the worker Hu on the work object Ob from the captured image Im. The determination process is a process for estimating "the presence or absence of an interaction between the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im". The estimation process is a process for estimating "the content of the work Op performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im". In particular, the estimation process is a process for estimating the content of the "work Op as HOI" only for "a pair of the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im" that is determined by the determination process to "have an interaction between the two".

情報処理装置10は、解析処理を行う解析部120をニューラルネットワーク(NN)として実現した場合、判定処理に係る判定部122(判定モデル152)と、推定処理に係る推定部123(推定モデル153)とを区別することで、以下の効果を実現する。すなわち、情報処理装置10は、NNとして実現した解析部120において、各々が学習済モデルである判定モデル152と推定モデル153とを区別することで、互いにドメインの異なる複数のデータセットDSを用いた転移学習を可能とする。解析部120は、例えば、「工場Fa(A)で準備されたデータセットDS(A)」に対する機械学習で構築した判定モデル152(A)を、工場Fa(C)で撮像された撮像画像Im(C)に対する解析に転用可能なネットワーク設計となっている。詳細は後述する。 When the analysis unit 120 that performs the analysis process is realized as a neural network (NN), the information processing device 10 realizes the following effects by distinguishing between the judgment unit 122 (judgment model 152) related to the judgment process and the estimation unit 123 (estimation model 153) related to the estimation process. That is, the information processing device 10 enables transfer learning using multiple data sets DS of different domains by distinguishing between the judgment model 152 and the estimation model 153, each of which is a trained model, in the analysis unit 120 realized as a NN. The analysis unit 120 has a network design that allows the judgment model 152 (A) constructed by machine learning for "data set DS (A) prepared in factory Fa (A)" to be used for analysis of the captured image Im (C) captured in factory Fa (C). Details will be described later.

(本実施形態に係る情報処理装置の概要)
以下に図1等を参照して詳細を説明していく情報処理装置10について、情報処理装置10の理解を容易にするために、その概要を予め説明しておく。
(Overview of the information processing device according to this embodiment)
An overview of the information processing device 10 will be provided in advance to facilitate understanding of the information processing device 10, which will be described in detail below with reference to FIG.

作業者Huによる作業Opの効率的な実行を支援するのに利用可能な情報である支援情報を生成するには、工場Faにおいて工程情報を可視化するのが有用である。 To generate support information that can be used to assist workers Hu in efficiently performing operations Op, it is useful to visualize process information in the factory Fa.

従来、人間(作業者Hu)のポーズ(姿勢)を推定したポーズ推定情報から、人間の行っている動作の内容を認識(推定)する方法が知られている。ただし、工場Faにおいて作業者Huは、基本的に何かしらの作業Opを継続している。そのため、工程分割するためには、つまり、作業者Huの行っている作業Opの内容を推定するためには、作業者Huのポーズだけではなく、作業者Huと物体(作業対象物Ob)との干渉情報も踏まえる必要がある。 Conventionally, there is a known method for recognizing (estimating) the content of an action being performed by a human (worker Hu) from pose estimation information that estimates the pose (posture) of the human. However, in the factory Fa, the worker Hu is basically continuing some kind of work Op. Therefore, in order to divide the process, that is, to estimate the content of the work Op being performed by the worker Hu, it is necessary to take into account not only the pose of the worker Hu, but also information on the interference between the worker Hu and an object (work target Ob).

そこで、情報処理装置10は、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opを、作業者Huと作業対象物Obとの相互作用(HOI)として捉える。そして、情報処理装置10は、例えば、HOI検出として、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容の推定を実行する。 Therefore, the information processing device 10 regards the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob as an interaction (HOI) between the worker Hu and the work object Ob. Then, the information processing device 10 performs, for example, HOI detection, an estimation of the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob.

ただし、人間(作業者Hu)と物体(オブジェクト、作業対象物Ob)との干渉、相互作用であるHOIを通して、人間の動作(作業Op)を認識するだけの従来の手法には、以下の課題がある。 However, conventional methods that only recognize human actions (tasks Op) through HOI, which is the interference and interaction between a human (worker Hu) and an object (object, work subject Ob), have the following problems:

すなわち、従来の手法では、複数の工場Faの各々における作業者Huの作業Opを認識するためには、それら複数の工場Faの各々において、作業者Huの行っている作業Opを認識するためのデータを収集しなければならなかった。すなわち、従来の手法では、例えば、工場Fa(A)における作業者Huの作業Opを認識するためには、工場Fa(A)において、作業者Huの行っている作業Opを認識するためのデータを収集する必要がある。同様に、従来の手法では、工場Fa(B)における作業者Huの作業Opを認識するためには、工場Fa(B)において、作業者Huの行っている作業Opを認識するためのデータを収集する必要がある。つまり、従来の手法では、工場Fa(X)における作業者Huの作業Opを認識するためには、工場Fa(X)において、作業者Huの行っている作業Opを認識するためのデータを収集する必要がある。 That is, in the conventional method, in order to recognize the work Op of a worker Hu in each of the multiple factories Fa, data must be collected in each of the multiple factories Fa to recognize the work Op performed by the worker Hu. That is, in the conventional method, for example, in order to recognize the work Op of a worker Hu in factory Fa(A), data must be collected in factory Fa(A) to recognize the work Op performed by the worker Hu. Similarly, in the conventional method, in order to recognize the work Op of a worker Hu in factory Fa(B), data must be collected in factory Fa(B) to recognize the work Op performed by the worker Hu. That is, in the conventional method, in order to recognize the work Op of a worker Hu in factory Fa(X), data must be collected in factory Fa(X) to recognize the work Op performed by the worker Hu.

情報処理装置10は、HOI検出のために利用可能な知識を、つまり、作業Opの内容を推定するための知識を蓄積し、例えば、工場Fa(A)およびFa(B)の少なくとも一方において、学習のためのデータを収集する。そして、情報処理装置10は、収集したデータに対する機械学習によって構築した学習済モデル(具体的には、判定モデル152)を、工場Fa(C)における作業Opの内容の推定にも転用することができる。 The information processing device 10 accumulates knowledge that can be used for HOI detection, that is, knowledge for estimating the contents of the work Op, and, for example, collects data for learning in at least one of the factories Fa(A) and Fa(B). The information processing device 10 can then divert the learned model (specifically, the judgment model 152) constructed by machine learning on the collected data to the estimation of the contents of the work Op in the factory Fa(C).

情報処理装置10は、解析処理を行う解析部120をNNとして実現した場合、判定処理に係るネットワーク(判定モデル152)と、推定処理に係るネットワーク(推定モデル153)とを分けることによって、以下の効果を実現する。すなわち、情報処理装置10は、作業Opの推定のためのルール情報(知識)を転移学習できるようにし、例えば、或る工場Fa(X)で学習した知識を、他の工場Fa(Y)における作業Opの推定にも転用することができる。 When the analysis unit 120 that performs the analysis process is realized as a neural network, the information processing device 10 achieves the following effects by separating the network related to the judgment process (judgment model 152) from the network related to the estimation process (estimation model 153). That is, the information processing device 10 enables transfer learning of rule information (knowledge) for estimating work Op, and for example, knowledge learned in a certain factory Fa (X) can be diverted to the estimation of work Op in another factory Fa (Y).

また、従来、ルールベースで、人間(作業者Hu)と物体(作業対象物Ob)との間の干渉(相互作用)から、人間の行っている動作(作業Op)の内容を認識(推定)する方法が知られている。 Also, conventionally, a rule-based method is known for recognizing (estimating) the content of an action (task Op) being performed by a human (worker Hu) from the interference (interaction) between the human (worker Hu) and an object (work object Ob).

ただし、動作(作業Op)の種類が多くなると、HOIペア(つまり、人間(作業者Hu)と物体(作業対象物Ob)とのペア)について動作の内容を推定するために予め準備しておくべきルールが急増し、そのようなルールを人手で作るのは煩雑になってくる。 However, as the number of types of actions (tasks Op) increases, the number of rules that need to be prepared in advance to estimate the content of an action for an HOI pair (i.e., a pair of a human (worker Hu) and an object (work object Ob)) rapidly increases, and creating such rules manually becomes cumbersome.

そこで、情報処理装置10は、考えられる全ての「作業者Huと作業対象物Obとのペア」から、相互作用が存在しない「作業者Huと作業対象物Obとのペア」を、モデルベースで除去する。その上で、情報処理装置10は、相互作用が存在する「作業者Huと作業対象物Obとのペア」についてのみ、例えばモデルベースで、HOIの検出(つまり、作業Opの内容の推定)を実行する。 Therefore, the information processing device 10 removes "pairs of worker Hu and work object Ob" that do not have interactions from all possible "pairs of worker Hu and work object Ob" on a model basis. After that, the information processing device 10 performs HOI detection (i.e., estimation of the content of the work Op) on a model basis, for example, only for "pairs of worker Hu and work object Ob" that have interactions.

情報処理装置10は、相互作用が存在しない「作業者Huと作業対象物Obとのペア」をモデルベースで除去することによって、従来の方式がそのような除去に必要としていた煩雑なルール整備を不要とする。 The information processing device 10 eliminates "pairs of workers Hu and work objects Ob" that do not have interactions on a model basis, eliminating the need for the complicated rule preparation required by conventional methods for such elimination.

また、情報処理装置10は、相互作用が存在しない「作業者Huと作業対象物Obとのペア」を除去することによって、作業Opの内容の推定精度を向上することができる。 In addition, the information processing device 10 can improve the accuracy of estimating the content of the work Op by removing "pairs of a worker Hu and a work object Ob" where no interaction exists.

さらに、情報処理装置10は、相互作用が存在しない「作業者Huと作業対象物Obとのペア」を除去することによって、作業Opの内容の推定に際しての計算量を抑制し、作業Opの内容の推定に要する時間を短縮することができる。つまり、情報処理装置10は、作業Opの内容の推定が必要な「作業者Huと作業対象物Obとのペア」を抽出し、抽出した「作業者Huと作業対象物Obとのペア」についてのみ、作業Opの内容を推定することによって、計算速度を高速化することができる。 Furthermore, by removing "pairs of worker Hu and work object Ob" where no interaction exists, the information processing device 10 can reduce the amount of calculations required to estimate the content of the work Op and shorten the time required to estimate the content of the work Op. In other words, the information processing device 10 can increase the calculation speed by extracting "pairs of worker Hu and work object Ob" for which estimation of the content of the work Op is required, and estimating the content of the work Op only for the extracted "pairs of worker Hu and work object Ob."

情報処理装置10は、従来の「人間のポーズ(姿勢)を推定する情報と、物体についての情報とを用いて、ルールベースで動作(作業Op)を分析(推定)したり、複数の手法を組み合わせて動作を分析したりする」手法と、以下の点において異なる。すなわち、情報処理装置10は、例えばNNを利用して、End-to-Endな作業推定処理を実現している。また、情報処理装置10は、転移学習が可能なネットワーク構造を採用しており、既存知識を流用して、作業Opの内容の推定に係る推定精度を向上させることができる。 The information processing device 10 differs from conventional methods that "use information that estimates a human pose (posture) and information about an object to analyze (estimate) an action (task Op) in a rule-based manner, or analyze an action by combining multiple methods" in the following ways. That is, the information processing device 10 realizes end-to-end task estimation processing, for example, by using a neural network. In addition, the information processing device 10 employs a network structure that enables transfer learning, and can improve the estimation accuracy related to the estimation of the content of a task Op by reusing existing knowledge.

情報処理装置10は、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」との間の相互作用の存否をルールベースで判定するものではない。情報処理装置10は、作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否に係る規則(ルール)を機械学習によって発見、生成し、この規則を利用して、撮像画像Imについて、撮像されている作業者Huおよび作業対象物Obの間の相互作用の存否を判定する。 The information processing device 10 does not make a rule-based determination of the presence or absence of an interaction between "the worker Hu captured in the captured image Im" and "the work object Ob captured in the captured image Im." The information processing device 10 discovers and generates rules relating to the presence or absence of an interaction between the worker Hu and the work object Ob by machine learning, and uses these rules to determine the presence or absence of an interaction between the captured worker Hu and the work object Ob for the captured image Im.

情報処理装置10は、撮像画像Imに撮像されている全ての「作業者Huと作業対象物Obとのペア」を検出し、その中から、両者の間に相互作用がある「作業者Huと作業対象物Obとのペア」だけをモデルベースで自動的に抽出する。 The information processing device 10 detects all "pairs of workers Hu and work objects Ob" captured in the captured image Im, and automatically extracts from among them only "pairs of workers Hu and work objects Ob" that have interactions between them on a model-based basis.

(本実施形態に係る情報処理装置についての整理)
これまでに図2および図3を用いて説明してきた内容は、以下のように整理することができる。すなわち、情報処理装置10は、作業場Arを撮像した撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている作業者Huが行っている作業Opの内容を推定する作業推定装置であって、検出部121と、判定部122と、推定部123とを備える。
(Summary of the information processing device according to this embodiment)
The contents described above with reference to Figures 2 and 3 can be summarized as follows: That is, the information processing device 10 is an operation estimation device that estimates, from an image Im capturing an image of a workplace Ar, the contents of an operation Op being performed by a worker Hu captured in the captured image Im, and includes a detection unit 121, a determination unit 122, and an estimation unit 123.

検出部121は、撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとを検出する。 The detection unit 121 detects from the captured image Im the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im.

判定部122は、モデルベースで、撮像画像Imまたはその特徴情報から、検出部121によって検出された作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否を判定する。判定部122は、学習済モデルである判定モデル152を用いて、撮像画像Imまたはその特徴情報から、検出部121によって検出された作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否を判定する。判定モデル152は、「撮像画像Im、または、撮像画像Imから生成された特徴情報」を入力とし、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否」を出力とする学習済モデルである。 The determination unit 122 determines, on a model basis, from the captured image Im or its feature information, whether or not there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob detected by the detection unit 121. The determination unit 122 determines, on the basis of the captured image Im or its feature information, whether or not there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob detected by the detection unit 121, using the determination model 152, which is a trained model. The determination model 152 is a trained model that receives as input the "captured image Im or feature information generated from the captured image Im" and outputs the "existence of an interaction between the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im."

推定部123は、判定部122によって相互作用が存在すると判定された作業者Huと作業対象物Obとの組合せ(ペア)について、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 The estimation unit 123 estimates the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob for a combination (pair) of the worker Hu and the work object Ob for which the determination unit 122 has determined that an interaction exists.

前記の構成によれば、情報処理装置10は、学習済モデルである判定モデル152を用いて、撮像画像Imから検出された「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否を判定する。そして、情報処理装置10は、相互作用が存在すると判定した「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、ペアの一方である作業者Huが、ペアの他方である作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 According to the above configuration, the information processing device 10 uses the judgment model 152, which is a trained model, to judge whether or not there is an interaction between a "pair of a worker Hu and a work object Ob" detected from the captured image Im. Then, for the "pair of a worker Hu and a work object Ob" for which it is judged that there is an interaction, the information processing device 10 estimates the content of the work Op being performed by one of the pair, the worker Hu, on the other of the pair, the work object Ob.

つまり、情報処理装置10は、撮像画像Imから検出された作業者Huと作業対象物Obとについて、ルールベースではなく、モデルベースで、両者の相互作用の存否を判定する。 In other words, the information processing device 10 determines whether or not there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob detected from the captured image Im on a model-based basis, rather than a rule-based basis.

したがって、情報処理装置10は、作業者Huの行う作業Opの種類が増えても、作業Opの内容を推定するための煩雑なルールを整備する必要なく、作業者Huが行っている作業Opを推定することができるとの効果を奏する。 Therefore, the information processing device 10 has the effect of being able to estimate the work Op being performed by the worker Hu, even if the number of types of work Op being performed by the worker Hu increases, without the need to prepare complicated rules for estimating the content of the work Op.

また、情報処理装置10は、「相互作用が存在する」とモデルベースで判定した作業者Huと作業対象物Obとのペアについて、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 In addition, for a pair of worker Hu and work object Ob that is determined to have "an interaction" based on the model, the information processing device 10 estimates the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob.

つまり、情報処理装置10は、撮像画像Imに撮像されている作業者Huと作業対象物Obとのペアの全てについてではなく、「相互作用が存在する」と判定したペアについてのみ、作業者Huが行っている作業Opの内容を推定する。 In other words, the information processing device 10 estimates the content of the work Op being performed by the worker Hu only for pairs determined to have "an interaction" rather than for all pairs of the worker Hu and the work object Ob captured in the captured image Im.

したがって、情報処理装置10は、撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定するのに必要な計算量を抑制することができるとの効果を奏する。 Therefore, the information processing device 10 has the effect of reducing the amount of calculation required to estimate the content of the work Op that the worker Hu captured in the captured image Im is performing on the work object Ob captured in the captured image Im.

情報処理装置10において、検出部121は、学習済モデルである検出モデル151を用いて、撮像画像Imから、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と、「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」とを検出する。検出モデル151は、撮像画像Imを入力とし、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」に係る情報と、「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」に係る情報とを出力とする学習済モデルである。 In the information processing device 10, the detection unit 121 detects "the worker Hu captured in the captured image Im" and "the work object Ob captured in the captured image Im" from the captured image Im using the detection model 151, which is a trained model. The detection model 151 is a trained model that receives the captured image Im as input and outputs information related to the "worker Hu captured in the captured image Im" and information related to the "work object Ob captured in the captured image Im".

前記の構成によれば、情報処理装置10は、検出モデル151を用いて、撮像画像Imから、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と、「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」とを検出する。 According to the above configuration, the information processing device 10 uses the detection model 151 to detect "the worker Hu captured in the captured image Im" and "the work object Ob captured in the captured image Im" from the captured image Im.

つまり、情報処理装置10は、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と、「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」とを、ルールベースではなく、モデルベースで、撮像画像Imから検出する。 In other words, the information processing device 10 detects "the worker Hu captured in the captured image Im" and "the work object Ob captured in the captured image Im" from the captured image Im on a model-based basis, not a rule-based basis.

したがって、情報処理装置10は、煩雑なルール整備を必要とせずに、撮像画像Imから、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と、「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」とを検出することができるとの効果を奏する。 Therefore, the information processing device 10 has the effect of being able to detect "the worker Hu captured in the captured image Im" and "the work object Ob captured in the captured image Im" from the captured image Im without the need for complicated rule development.

情報処理装置10において、推定部123は、学習済モデルである推定モデル153を用いて、判定部122が「相互作用が存在する」と判定したペアの一方である作業者Huが、そのペアの他方である作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。推定モデル153は、「撮像画像Im、または、その特徴情報」を入力とし、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を出力とする学習済モデルである。 In the information processing device 10, the estimation unit 123 uses the estimation model 153, which is a trained model, to estimate the content of the work Op being performed by one worker Hu, who is one of a pair determined by the determination unit 122 that "an interaction exists," on the work object Ob, who is the other of the pair. The estimation model 153 is a trained model that receives the "captured image Im or its feature information" as input and outputs the "content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im."

前記の構成によれば、情報処理装置10は、「相互作用がある」と判定されたペアについて、推定モデル153を用いて、そのペアの一方である作業者Huが、そのペアの他方である作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 According to the above configuration, for a pair determined to have an "interaction," the information processing device 10 uses the estimation model 153 to estimate the content of the work Op being performed by one worker Hu of the pair on the other work object Ob of the pair.

つまり、情報処理装置10は、撮像画像Imから検出された作業者Huと作業対象物Obとについて、ルールベースではなく、モデルベースで、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 In other words, the information processing device 10 estimates the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob, based on the worker Hu and the work object Ob detected from the captured image Im, on a model basis, not a rule basis.

したがって、情報処理装置10は、作業者Huの行う作業Opの種類が増えても、作業Opの内容を推定するための煩雑なルールを整備する必要なく、作業者Huが行っている作業Opを推定することができるとの効果を奏する。 Therefore, the information processing device 10 has the effect of being able to estimate the work Op being performed by the worker Hu, even if the number of types of work Op being performed by the worker Hu increases, without the need to prepare complicated rules for estimating the content of the work Op.

情報処理装置10は、工程情報取得部130(取得部)と、支援情報生成部140(生成部)と、をさらに備える。工程情報取得部130は、作業場Arに設置された機器40の動作Acを制御するPLC20(制御装置)から、機器40が実行した動作Acの内容および結果を示す動作結果Laから生成された工程情報を取得する。支援情報生成部140は、推定部123によって推定された作業者Huの作業Opの内容と、工程情報取得部130によって取得された工程情報とから、作業者Huによる作業Opの効率的な実行を支援するのに利用可能な情報である支援情報を生成する。 The information processing device 10 further includes a process information acquisition unit 130 (acquisition unit) and a support information generation unit 140 (generation unit). The process information acquisition unit 130 acquires process information generated from an operation result La indicating the content and result of the operation Ac performed by the equipment 40 from a PLC 20 (control device) that controls the operation Ac of the equipment 40 installed in the work area Ar. The support information generation unit 140 generates support information that is information that can be used to support the efficient execution of the work Op by the worker Hu from the content of the work Op of the worker Hu estimated by the estimation unit 123 and the process information acquired by the process information acquisition unit 130.

前記の構成によれば、情報処理装置10は、PLC20から、「作業場Arに設置された機器40が実行した動作Acの内容および結果を示す動作結果La」から生成された工程情報を取得する。そして、情報処理装置10は、撮像画像Imから推定した「作業者Huの作業Opの内容」と、工程情報とから、作業者Huによる作業Opの効率的な実行を支援するのに利用可能な情報である支援情報を生成する。 According to the above configuration, the information processing device 10 acquires process information generated from "operation result La indicating the content and result of operation Ac performed by equipment 40 installed in the work area Ar" from the PLC 20. Then, the information processing device 10 generates support information, which is information that can be used to support the efficient execution of the work Op by the worker Hu, from the "content of the work Op of the worker Hu" estimated from the captured image Im and the process information.

したがって、情報処理装置10は、撮像画像Imから推定した「作業者Huの作業Opの内容」を、工程情報と組み合わせることによって、作業者Huによる作業Opの効率的な実行を支援するのに利用可能な情報である支援情報を生成できるとの効果を奏する。 Therefore, the information processing device 10 has the effect of generating support information that can be used to support the efficient execution of the work Op by the worker Hu by combining the "contents of the work Op of the worker Hu" estimated from the captured image Im with the process information.

§2.構成例
これまでに概要を説明してきた情報処理装置10について、次に、図1を用いてその詳細を説明していく。
§2. Configuration Example The information processing device 10, the outline of which has been explained above, will now be explained in detail with reference to FIG.

図1は、情報処理装置の要部構成を示すブロック図である。図1に例示する情報処理装置10は、機能ブロックとして、例えば、撮像画像取得部110、解析部120、工程情報取得部130、支援情報生成部140、および、記憶部150を備えている。 Figure 1 is a block diagram showing the main components of an information processing device. The information processing device 10 shown in Figure 1 includes, as functional blocks, an image acquisition unit 110, an analysis unit 120, a process information acquisition unit 130, a support information generation unit 140, and a storage unit 150, for example.

情報処理装置10は、上述の各機能ブロックに加えて、以下の各部を備えてもよい。すなわち、情報処理装置10は、撮像画像Imの、所定の格納領域(保存領域)への格納(保存)を制御する管理部、作業者Huが作業場Arに滞在している時間(滞在時間)を測定する測定部、工程情報と滞在時間とを対応付ける分析部等を備えてもよい。 In addition to the above-mentioned functional blocks, the information processing device 10 may include the following units. That is, the information processing device 10 may include a management unit that controls the storage (saving) of the captured image Im in a predetermined storage area (storage area), a measurement unit that measures the time (stay time) that the worker Hu stays in the workplace Ar, an analysis unit that associates process information with the stay time, etc.

記載の簡潔性を担保するため、本実施の形態に直接関係のない情報処理装置10の構成は、説明およびブロック図から省略している。ただし、実施の実情に則して、情報処理装置10は、これらの省略された構成を備えてもよい。 To ensure conciseness of description, configurations of the information processing device 10 that are not directly related to this embodiment have been omitted from the description and block diagram. However, depending on the actual implementation situation, the information processing device 10 may be provided with these omitted configurations.

情報処理装置10の備える上述の機能ブロックは、例えば、演算装置が、ROM(read only memory)、NVRAM(non-Volatile random access memory)等で実現された記憶装置(記憶部150)に記憶されているプログラムを不図示のRAM(random access memory)等に読み出して実行することで実現できる。演算装置として利用可能なデバイスとしては、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、MPU(Micro Processing Unit)、FPU(Floating point number Processing Unit)、PPU(Physics Processing Unit)、マイクロコントローラ、又は、これらの組み合わせを挙げることができる。 The above-mentioned functional blocks of the information processing device 10 can be realized, for example, by the arithmetic unit reading out a program stored in a storage device (storage unit 150) realized by a ROM (read only memory), NVRAM (non-volatile random access memory), etc., into a RAM (random access memory) (not shown) or the like, and executing the program. Examples of devices that can be used as the arithmetic unit include a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphic Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an MPU (Micro Processing Unit), an FPU (Floating point number Processing Unit), a PPU (Physics Processing Unit), a microcontroller, or a combination of these.

以下に先ず、撮像画像取得部110、解析部120、工程情報取得部130、および、支援情報生成部140の各々について、その詳細を説明する。 First, the image acquisition unit 110, analysis unit 120, process information acquisition unit 130, and support information generation unit 140 will be described in detail below.

(記憶部以外の機能ブロックについて)
撮像画像取得部110は、天井カメラ30から、天井カメラ30が作業場Arを撮像した撮像画像Imを取得し、取得した撮像画像Imを、検出部121へと出力する。
(Function blocks other than the memory unit)
The captured image acquisition unit 110 acquires an image Im captured by the ceiling camera 30 of the work area Ar from the ceiling camera 30 , and outputs the acquired captured image Im to the detection unit 121 .

解析部120は、天井カメラ30が撮像した撮像画像Imを解析し、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を推定する処理である解析処理を実行する。そして、解析部120は、推定した作業Opの内容を、撮像画像Imに対する解析結果として出力し、例えば、支援情報生成部140および図2の動画保存サーバ等に出力する。解析部120は、撮像画像Imに対する解析結果を、撮像画像Imと共に、図2の動画保存サーバ等に出力してもよい。 The analysis unit 120 analyzes the captured image Im captured by the ceiling camera 30, and executes an analysis process that estimates "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im." The analysis unit 120 then outputs the estimated content of the work Op as an analysis result for the captured image Im, for example, to the support information generation unit 140 and the video storage server of FIG. 2. The analysis unit 120 may output the analysis result for the captured image Im to the video storage server of FIG. 2 together with the captured image Im.

解析部120は、例えば、撮像画像Imに対するモデルベースの解析を実行し、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を出力する。解析部120は、例えば、ニューラルネットワーク(NN)として実現される。 The analysis unit 120, for example, performs a model-based analysis on the captured image Im, and outputs "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im." The analysis unit 120 is realized, for example, as a neural network (NN).

解析部120は、検出部121、判定部122、および、推定部123を含む。 The analysis unit 120 includes a detection unit 121, a determination unit 122, and an estimation unit 123.

検出部121は、撮像画像Imから撮像画像Imの特徴情報(特徴量)を抽出し、具体的には、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)に係る情報」および「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係る情報」を出力する。言い換えれば、検出部121は、撮像画像Imから、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)」および「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」を検出する。 The detection unit 121 extracts characteristic information (feature amount) of the captured image Im from the captured image Im, and specifically outputs "information related to the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im" and "information related to the work object Ob captured in the captured image Im." In other words, the detection unit 121 detects "the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im" and "the work object Ob captured in the captured image Im" from the captured image Im.

「撮像画像Imに撮像されている作業者Huに係る情報」は、例えば、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huの、存否(撮像画像Imに作業者Huが撮像されているか否か)、空間配置(空間上の位置)、および、姿勢」等を示す情報である。 "Information related to the worker Hu captured in the captured image Im" is information indicating, for example, "the presence or absence (whether or not the worker Hu is captured in the captured image Im), the spatial arrangement (position in space), and the posture of the worker Hu captured in the captured image Im."

「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係る情報」は、例えば、「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obの、存否、空間配置、および、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obが何であるか」等を示す情報である。 "Information related to the work object Ob captured in the captured image Im" is, for example, information indicating "the presence or absence of the work object Ob captured in the captured image Im, its spatial arrangement, and what the work object Ob captured in the captured image Im is."

検出部121は、記憶部150を参照して取得した検出モデル151を用いて、撮像画像Imから、撮像画像Imの特徴情報を抽出し、つまり、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huおよび作業対象物Ob」を検出する。 The detection unit 121 uses the detection model 151 acquired by referring to the memory unit 150 to extract feature information of the captured image Im from the captured image Im, that is, to detect the "worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im.

検出部121は、撮像画像Imから抽出した撮像画像Imの特徴情報を、判定部122および推定部123へと出力する。言い換えれば、検出部121は、撮像画像Imから検出した、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)」および「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」を、判定部122および推定部123に通知する。 The detection unit 121 outputs the feature information of the captured image Im extracted from the captured image Im to the determination unit 122 and the estimation unit 123. In other words, the detection unit 121 notifies the determination unit 122 and the estimation unit 123 of the "worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im" and the "work object Ob captured in the captured image Im" detected from the captured image Im.

判定部122は、撮像画像Im、または、検出部121が抽出した撮像画像Imの特徴情報を用いて、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」とのペアについて、以下の判定を実行する。すなわち、判定部122は、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」とのペアについて、両者の間の相互作用の存否を判定する。言い換えれば、判定部122は、検出部121が撮像画像Imから検出した、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」とについて、両者の間に相互作用があるか否かを判定する。 The determination unit 122 performs the following determination for the pair of "worker Hu captured in the captured image Im" and "work object Ob captured in the captured image Im" using the captured image Im or the feature information of the captured image Im extracted by the detection unit 121. That is, the determination unit 122 determines whether or not there is an interaction between the pair of "worker Hu captured in the captured image Im" and "work object Ob captured in the captured image Im". In other words, the determination unit 122 determines whether or not there is an interaction between the "worker Hu captured in the captured image Im" and the "work object Ob captured in the captured image Im" detected from the captured image Im by the detection unit 121.

判定部122は、記憶部150を参照して取得した判定モデル152を用いて、撮像画像Im、または、撮像画像Imの特徴情報から、撮像画像Imから検出された「作業者Huおよび作業対象物Ob」について、「両者の間の相互関係の存否」を判定する。 The determination unit 122 uses the determination model 152 acquired by referring to the memory unit 150 to determine whether or not there is a relationship between the "worker Hu and the work object Ob" detected from the captured image Im, based on the captured image Im or the feature information of the captured image Im.

判定部122は、判定の結果を推定部123に通知し、例えば、両者の間に相互作用があると判定した、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」とのペアを、推定部123へと出力する。 The determination unit 122 notifies the estimation unit 123 of the result of the determination, and outputs to the estimation unit 123, for example, a pair of "worker Hu captured in the captured image Im" and "work object Ob captured in the captured image Im" that is determined to have an interaction between the two.

推定部123は、撮像画像Im、または、検出部121が抽出した撮像画像Imの特徴情報を用いて、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を推定する。 The estimation unit 123 uses the captured image Im or the feature information of the captured image Im extracted by the detection unit 121 to estimate "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im."

推定部123は、記憶部150を参照して取得した推定モデル153を用いて、上述の推定を実行する。すなわち、推定部123は、推定モデル153を用いて、撮像画像Im、または、撮像画像Imの特徴情報から、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を推定する。 The estimation unit 123 executes the above-mentioned estimation using the estimation model 153 acquired by referring to the storage unit 150. That is, the estimation unit 123 uses the estimation model 153 to estimate "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im" from the captured image Im or the feature information of the captured image Im.

特に、推定部123は、判定部122によって「両者の間に相互作用がある」と判定された『「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」とのペア』についてのみ、上述の推定を実行する。すなわち、推定部123は、「両者の間に相互作用がある」と判定されたペアについてのみ、そのペアの一方である作業者Huが、そのペアの他方である作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を、推定する。 In particular, the estimation unit 123 performs the above estimation only for the pair of "worker Hu captured in captured image Im" and "work object Ob captured in captured image Im" that is determined by the determination unit 122 to have "an interaction between the two." In other words, the estimation unit 123 estimates the content of the work Op that one worker Hu of the pair is performing on the other work object Ob of the pair only for the pair that is determined to have "an interaction between the two."

工程情報取得部130は、工程情報を制御装置であるPLC20から取得し、取得した工程情報を支援情報生成部140へと出力する。 The process information acquisition unit 130 acquires process information from the control device, PLC 20, and outputs the acquired process information to the support information generation unit 140.

支援情報生成部140は、解析部120(特に、推定部123)が推定した作業Op(A)の内容と、工程情報とを用いて、作業者Huによる作業Opの効率的な実行を支援するのに利用可能な情報である支援情報を生成する。支援情報生成部140は、生成した支援情報を出力し、例えば、図2の動画保存サーバ等に出力する。 The support information generating unit 140 uses the content of the work Op (A) estimated by the analysis unit 120 (particularly the estimation unit 123) and the process information to generate support information that can be used to support the efficient execution of the work Op by the worker Hu. The support information generating unit 140 outputs the generated support information, for example, to the video storage server of FIG. 2.

(記憶部について)
記憶部150は、情報処理装置10が使用する各種データを格納する記憶装置である。なお、記憶部150は、情報処理装置10が実行する(1)制御プログラム、(2)OSプログラム、(3)情報処理装置10が有する各種機能を実行するためのアプリケーションプログラム、および、(4)該アプリケーションプログラムを実行するときに読み出す各種データを非一時的に記憶してもよい。上記の(1)~(4)のデータは、例えば、ROM(read only memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically EPROM)、HDD(Hard Disc Drive)等の不揮発性記憶装置に記憶される。情報処理装置10は、図示しない一時記憶部を備えていてもよい。一時記憶部は、情報処理装置10が実行する各種処理の過程で、演算に使用するデータおよび演算結果等を一時的に記憶するいわゆるワーキングメモリであり、RAM(Random Access Memory)等の揮発性記憶装置で構成される。どのデータをどの記憶装置に記憶するのかについては、情報処理装置10の使用目的、利便性、コスト、または、物理的な制約等から適宜決定される。記憶部150はさらに、検出モデル151、判定モデル152、および、推定モデル153を格納している。
(Regarding the memory unit)
The storage unit 150 is a storage device that stores various data used by the information processing device 10. The storage unit 150 may non-temporarily store (1) a control program, (2) an OS program, (3) application programs for executing various functions possessed by the information processing device 10, and (4) various data read when executing the application programs, which are executed by the information processing device 10. The above data (1) to (4) are stored in a non-volatile storage device such as a read only memory (ROM), a flash memory, an erasable programmable ROM (EPROM), an electrically EPROM (EEPROM (registered trademark)), or a hard disk drive (HDD). The information processing device 10 may include a temporary storage unit (not shown). The temporary storage unit is a so-called working memory that temporarily stores data used for calculations and calculation results, etc., during the course of various processes executed by the information processing device 10, and is composed of a volatile storage device such as a random access memory (RAM). Which data is to be stored in which storage device is appropriately determined based on the purpose of use, convenience, cost, physical constraints, etc. of the information processing device 10. The storage unit 150 further stores a detection model 151, a determination model 152, and an estimation model 153.

検出モデル151は、「検出部121が、撮像画像Imから、撮像画像Imの特徴情報(特徴量)を抽出する」ためのモデルである。言い換えれば、検出モデル151は、検出部121が撮像画像Imから「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)」および「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」を検出するためのモデルである。 The detection model 151 is a model for the detection unit 121 to extract feature information (feature amount) of the captured image Im from the captured image Im. In other words, the detection model 151 is a model for the detection unit 121 to detect "the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im" and "the work object Ob captured in the captured image Im" from the captured image Im.

検出モデル151は、例えば、撮像画像Imを入力とし、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)に係る情報」および「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係る情報」を出力とする学習済モデルである。 The detection model 151 is a trained model that, for example, receives an image Im as input and outputs "information related to the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the image Im" and "information related to the work object Ob captured in the image Im."

判定モデル152は、『判定部122が、撮像画像Im、または、撮像画像Imの特徴情報を用いて、「撮像画像Imに撮像されている、作業者Huおよび作業対象物Obのペア」について、両者の間の相互作用の存否を判定する』ためのモデルである。言い換えれば、判定モデル152は、判定部122が、『「検出部121が撮像画像Imから検出した作業者Hu」と「検出部121が撮像画像Imから検出した作業対象物Ob」とについて、両者の間に相互作用があるか否かを判定する』ためのモデルである。 The judgment model 152 is a model for the judgment unit 122 to "use the captured image Im or feature information of the captured image Im to judge whether or not there is an interaction between the "pair of worker Hu and work object Ob captured in the captured image Im." In other words, the judgment model 152 is a model for the judgment unit 122 to "determine whether or not there is an interaction between the "worker Hu detected from the captured image Im by the detection unit 121" and the "work object Ob detected from the captured image Im by the detection unit 121."

判定モデル152は、例えば、撮像画像Im(撮像画像Imの特徴情報)を入力とし、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否」を示す情報を出力とする学習済モデルである。 The judgment model 152 is a trained model that, for example, takes a captured image Im (feature information of the captured image Im) as input and outputs information indicating "whether or not there is an interaction between the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im."

推定モデル153は、推定部123が、撮像画像Im、または、撮像画像Imの特徴情報を用いて、「撮像画像Imに撮像されている、作業者Huおよび作業対象物Obのペア」について、以下の内容を推定するためのモデルである。すなわち、推定モデル153は、推定部123が「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を推定するためのモデルである。 The estimation model 153 is a model that allows the estimation unit 123 to estimate the following content for "the pair of worker Hu and work object Ob captured in the captured image Im" using the captured image Im or feature information of the captured image Im. In other words, the estimation model 153 is a model that allows the estimation unit 123 to estimate "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im."

推定モデル153は、例えば、撮像画像Im(撮像画像Imの特徴情報)を入力とし、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を示す情報を出力とする学習済モデルである。 The estimation model 153 is a trained model that, for example, takes a captured image Im (feature information of the captured image Im) as input and outputs information indicating "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im."

以上の構成を備える情報処理装置10について、解析処理を行う解析部120をNNとして実現した場合の、検出部121(検出モデル151)、判定部122(判定モデル152)、および、推定部123(推定モデル153)の関係を、図4を用いて概説する。 For the information processing device 10 having the above configuration, the relationship between the detection unit 121 (detection model 151), judgment unit 122 (judgment model 152), and estimation unit 123 (estimation model 153) when the analysis unit 120 that performs the analysis process is realized as a neural network will be outlined using Figure 4.

(ニューラルネットワーク(NN)として実現した解析部の例)
図4は、NNとして実現した解析部120の例を説明する図である。前述の通り、解析部120は、NNとして実現されてもよく、特に、CNN(Convolution al Neural Network)またはDNN(Deep Neural Network)として、実現されてもよい。NNとして実現された解析部120は、図4において図示していない特徴量抽出器Rと、図4における相互作用判定器Pと、図4におけるHOI分類器Cとを含む。
(An example of an analysis part implemented as a neural network (NN))
4 is a diagram illustrating an example of the analysis unit 120 realized as a neural network. As described above, the analysis unit 120 may be realized as a neural network, and in particular, may be realized as a convolutional neural network (CNN) or a deep neural network (DNN). The analysis unit 120 realized as a neural network includes a feature extractor R not shown in FIG. 4, an interaction determiner P in FIG. 4, and a HOI classifier C in FIG. 4.

特徴量抽出器R(Representation network(feature extractor))は、例えばFaster R-CNNであり、オブジェクト検出(Object detection)を実行し、検出部121(検出モデル151)に対応する。特徴量抽出器Rは、撮像画像Imから、撮像画像Imの特徴情報(特徴量)を抽出する。具体的には、特徴量抽出器Rは、学習済モデルである検出モデル151に、撮像画像Imを入力する。撮像画像Imの入力を受けた検出モデル151は、撮像画像Imの特徴情報を出力し、具体的には、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)に係る情報」および「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係る情報」を出力する。 The feature extractor R (Representation network (feature extractor)) is, for example, Faster R-CNN, performs object detection, and corresponds to the detection unit 121 (detection model 151). The feature extractor R extracts feature information (feature) of the captured image Im from the captured image Im. Specifically, the feature extractor R inputs the captured image Im to the detection model 151, which is a trained model. The detection model 151, which has received the captured image Im as input, outputs the feature information of the captured image Im, specifically, outputs "information related to the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im" and "information related to the work object Ob captured in the captured image Im".

図4に示す例では、撮像画像Imの入力に対して、撮像画像Imの特徴情報として、以下の情報が出力されている。すなわち、撮像画像Imの特徴情報として、撮像画像Imに撮像されている作業者Huの姿勢を示す情報(Pose Map)が出力されている。また、撮像画像Imの特徴情報として、撮像画像Imに撮像されている作業者Huおよび作業対象物Obの各々の空間配置を示す情報(Spatial Maps)が出力されている。さらに、撮像画像Imの特徴情報として、撮像画像Imに撮像されている作業者Huに係るその他の情報(Human Feature)、および、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係るその他の情報(Object Feature)が出力されている。 In the example shown in FIG. 4, in response to input of a captured image Im, the following information is output as feature information of the captured image Im. That is, information (Pose Map) indicating the posture of the worker Hu captured in the captured image Im is output as feature information of the captured image Im. In addition, information (Spatial Maps) indicating the spatial arrangement of each of the worker Hu and the work object Ob captured in the captured image Im is output as feature information of the captured image Im. In addition, other information (Human Feature) relating to the worker Hu captured in the captured image Im and other information (Object Feature) relating to the work object Ob captured in the captured image Im are output as feature information of the captured image Im.

図4の相互作用判定器P(interactive Predictor)は、判定部122(判定モデル152)に対応する。相互作用判定器Pは、撮像画像Imの特徴情報から、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、両者の間の相互作用の存否を判定し、判定結果を出力する。具体的には、相互作用判定器Pは、学習済モデルである判定モデル152に、撮像画像Imの特徴情報を入力する。撮像画像Imの特徴情報の入力を受けた判定モデル152は、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、両者の間の相互作用の存否を判定し、判定結果を出力する。 The interaction determiner P (interactive predictor) in FIG. 4 corresponds to the determination unit 122 (determination model 152). The interaction determiner P determines whether or not there is an interaction between the "pair of worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im from the feature information of the captured image Im, and outputs the determination result. Specifically, the interaction determiner P inputs the feature information of the captured image Im to the determination model 152, which is a trained model. The determination model 152, which has received the input of the feature information of the captured image Im, determines whether or not there is an interaction between the "pair of worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im, and outputs the determination result.

相互作用判定器Pは、図4に例示する撮像画像Imについて、判定モデル152を用いて以下の判定を実行する。すなわち、相互作用判定器Pは、先ず、撮像画像Imに撮像されている2つのペア、具体的には、「作業者Hu(1)と作業対象物Ob(1)とのペア」と「作業者Hu(1)と作業対象物Ob(2)とのペア」とを検出する。相互作用判定器Pは、2つのペアの各々について、「ペアの一方である作業者Huと、ペアの他方である作業対象物Obとの間に相互作用があるか否か」を判定する。相互作用判定器Pは、「作業者Hu(1)と作業対象物Ob(1)とのペア」については、「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用がある」と判定する。相互作用判定器Pは、「作業者Hu(1)と作業対象物Ob(2)とのペア」については「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用がない」と判定する。相互作用判定器Pは、判定結果をHOI分類器Cへと出力し、例えば、「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用がある」と判定した「作業者Hu(1)と作業対象物Ob(1)とのペア」のみを、HOI分類器Cに通知する。 The interaction determiner P performs the following determination for the captured image Im illustrated in FIG. 4 using the determination model 152. That is, the interaction determiner P first detects two pairs captured in the captured image Im, specifically, a pair of a worker Hu (1) and a work object Ob (1) and a pair of a worker Hu (1) and a work object Ob (2). For each of the two pairs, the interaction determiner P determines whether or not there is an interaction between the worker Hu, one of the pair, and the work object Ob, the other of the pair. The interaction determiner P determines that there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob for the pair of the worker Hu (1) and the work object Ob (1). The interaction determiner P determines that there is no interaction between the worker Hu and the work object Ob for the pair of the worker Hu (1) and the work object Ob (2). The interaction determiner P outputs the determination result to the HOI classifier C, and notifies the HOI classifier C of, for example, only the "pair of worker Hu(1) and work object Ob(1)" for which it has determined that "there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob."

相互作用判定器Pは、撮像画像Imの特徴情報の入力を受けた判定モデル152の出力に対して、さらに以下の値を利用して、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、両者の間の相互作用の存否を判定してもよい。すなわち、相互作用判定器Pは、特徴量抽出器Rによるオブジェクト検出のスコア等をロジスティック回帰で「0から1までの値」へ変換した値を利用してもよい。オブジェクト検出のスコアは、例えば、撮像画像Imから検出された作業者Huおよび作業対象物Obについて、各々の存否の可能性を示すスコアである。 The interaction determiner P may further use the following values for the output of the determination model 152 that receives the input of feature information of the captured image Im to determine whether or not there is an interaction between the "pair of worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im. That is, the interaction determiner P may use a value obtained by converting the score of object detection by the feature extractor R, etc., into a "value between 0 and 1" using logistic regression. The object detection score is, for example, a score that indicates the possibility of the presence or absence of each of the worker Hu and work object Ob detected from the captured image Im.

図4のHOI分類器C(HOI Classifier)は、例えばiCANであり、推定部123(推定モデル153)に対応する。HOI分類器Cは、撮像画像Imの特徴情報から、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を示す情報を出力する。具体的には、HOI分類器Cは、学習済モデルである推定モデル153に、撮像画像Imの特徴情報を入力する。撮像画像Imの特徴情報の入力を受けた推定モデル153は、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を示す情報を出力する。 The HOI classifier C in FIG. 4 is, for example, iCAN, and corresponds to the estimation unit 123 (estimation model 153). The HOI classifier C outputs information indicating "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im" from the feature information of the captured image Im. Specifically, the HOI classifier C inputs the feature information of the captured image Im to the estimation model 153, which is a trained model. The estimation model 153, which has received the input of the feature information of the captured image Im, outputs information indicating "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im".

ここで、HOI分類器Cは、相互作用判定器Pの出力を利用して、推定モデル153が『両者の間のHOIとして作業Opの内容を推定する、「作業者Huと作業対象物Obとのペア」』を抽出する。すなわち、HOI分類器Cは、「両者の間に相互作用がある」と判定された「作業者Huと作業対象物Obとのペア」についてのみ、両者の間のHOIとして、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 Here, the HOI classifier C uses the output of the interaction determiner P to extract "pairs of a worker Hu and a work object Ob, for which the estimation model 153 estimates the content of the work Op as the HOI between the two." In other words, the HOI classifier C estimates the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob as the HOI between the two only for "pairs of a worker Hu and a work object Ob" that are determined to have "an interaction between the two."

具体的には、HOI分類器Cは、「両者の間に相互作用がある」と判定された「作業者Huと作業対象物Obとのペア」についてのみ、両者の間のHOIとして、「作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Op」のスコアを算出する。図4に例示する撮像画像Imについて、HOI分類器Cは、相互作用判定器Pが「両者の間に相互作用がある」と判定した「作業者Hu(1)と作業対象物Ob(1)とのペア」についてのみ、HOIを検出し、例えば、HOIのスコアを出力する。 Specifically, the HOI classifier C calculates a score for "the work Op performed by the worker Hu on the work object Ob" as the HOI between the two only for "pairs of a worker Hu and a work object Ob" that are determined to have "an interaction between the two." For the captured image Im shown in the example of FIG. 4, the HOI classifier C detects the HOI only for "pairs of a worker Hu (1) and a work object Ob (1)" that are determined to have "an interaction between the two" by the interaction determiner P, and outputs, for example, the HOI score.

図4には、作業者Hu(1)が作業対象物Ob(1)について行っている作業Op(つまり、HOI)のスコアとして、以下の値が例示されている。すなわち、「Carry(運搬)」のスコアが「0.96」、「Hold(把持)」のスコアが「0.89」、「Paint(塗装)」のスコアが「0.92」、「Ride(乗車)」のスコアが「0.03」である例が示されている。 In FIG. 4, the following values are shown as examples of scores for the operation Op (i.e., HOI) performed by worker Hu (1) on work object Ob (1). That is, examples are shown in which the score for "Carry" is "0.96," the score for "Hold" is "0.89," the score for "Paint" is "0.92," and the score for "Ride" is "0.03."

解析部120による撮像画像Imの解析において、HOI分類器Cによる推定処理に先行して、相互作用判定器Pが、撮像画像Imから検出された「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、推定処理の要否を判定する。つまり、解析部120において、相互作用判定器Pは、特徴量抽出器Rが撮像画像Imから抽出した特徴情報から想定し得る、撮像画像Im中の全ての「作業者Huと作業対象物Obとのペア」の中から、HOI分類器Cによる推定処理が不要なペアを排除する。そして、HOI分類器Cは、残ったペアについてのみ、両者の間のHOIを検出し、つまり、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する(動詞推定を実行する)。 In the analysis of the captured image Im by the analysis unit 120, prior to the estimation process by the HOI classifier C, the interaction determiner P determines whether or not estimation process is required for the "pairs of worker Hu and work object Ob" detected from the captured image Im. In other words, in the analysis unit 120, the interaction determiner P eliminates pairs that do not require estimation process by the HOI classifier C from all "pairs of worker Hu and work object Ob" in the captured image Im that can be assumed from the feature information extracted from the captured image Im by the feature extractor R. Then, the HOI classifier C detects the HOI between the two only for the remaining pairs, that is, estimates the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob (performs verb estimation).

したがって、解析部120は、HOI分類器C(つまり、推定部123)による推定処理の計算コストを予め下げることができ、結果として、撮像画像Imの解析処理全体の計算速度を向上させることができる。 Therefore, the analysis unit 120 can reduce the computational cost of the estimation process by the HOI classifier C (i.e., the estimation unit 123) in advance, and as a result, the computational speed of the entire analysis process of the captured image Im can be improved.

次に、学習済モデルである検出モデル151、判定モデル152、および、推定モデル153を構築する学習処理について、以下に説明する。 Next, the learning process for constructing the trained models, detection model 151, judgment model 152, and estimation model 153, will be described below.

(学習処理)
NNとして実現された解析部120は、学習済モデルである検出モデル151、判定モデル152、および、推定モデル153の各々を、例えば以下の方法によって構築する。すなわち、解析部120は、「撮像画像Imまたは撮像画像Imの特徴情報に対し、所定のラベルが付されたデータ」の集合であるデータセットDSに対する教師あり学習によって、検出モデル151、判定モデル152、および、推定モデル153を構築する。以下では、「撮像画像Imまたは撮像画像Imの特徴情報に対し、所定のラベルが付されたデータ」を「学習用データ」と称する。また、「解析部120が、教師あり学習によって、検出モデル151、判定モデル152、および、推定モデル153を構築する」処理を、「学習処理」と称する。
(Learning process)
The analysis unit 120 realized as a neural network constructs each of the detection model 151, the judgment model 152, and the estimation model 153, which are trained models, by, for example, the following method. That is, the analysis unit 120 constructs the detection model 151, the judgment model 152, and the estimation model 153 by supervised learning on a data set DS, which is a collection of "captured images Im or data in which feature information of the captured images Im is given a predetermined label." Hereinafter, the "captured images Im or data in which feature information of the captured images Im is given a predetermined label" is referred to as "learning data." In addition, the process in which "the analysis unit 120 constructs the detection model 151, the judgment model 152, and the estimation model 153 by supervised learning" is referred to as a "learning process."

例えば、学習用データは、撮像画像Imに対して以下の情報がラベルとして付されたデータである。すなわち、学習用データにおいて撮像画像Imには、撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)に係る情報(例、作業者Huの存否、作業者Huの空間配置(空間上の位置)、作業者Huの姿勢等を示す情報)がラベルとして付されている。また、学習用データにおいて撮像画像Imには、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係る情報(例、作業対象物Obの存否、作業対象物Obの空間配置、作業対象物Obが何であるか等を示す情報)がラベルとして付されている。 For example, the learning data is data in which the captured image Im is labeled with the following information. That is, in the learning data, the captured image Im is labeled with information related to the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im (e.g., information indicating the presence or absence of the worker Hu, the spatial arrangement (position in space) of the worker Hu, the posture of the worker Hu, etc.). In addition, in the learning data, the captured image Im is labeled with information related to the work object Ob captured in the captured image Im (e.g., information indicating the presence or absence of the work object Ob, the spatial arrangement of the work object Ob, what the work object Ob is, etc.).

さらに、学習用データにおいて撮像画像Imには、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否」を示す情報がラベルとして付されている。 Furthermore, in the learning data, the captured image Im is labeled with information indicating "whether or not there is an interaction between the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im."

加えて、学習用データにおいて撮像画像Imには、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を示す情報がラベルとして付されている。 In addition, in the learning data, the captured image Im is labeled with information indicating "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im."

学習用データにおいて撮像画像Imに対するラベルとして付される情報は、学習用データの集合であるデータセットDSに対する機械学習により構築された学習済モデルが、撮像画像Im(または撮像画像Imの特徴情報)の入力に対して出力する情報と同様である。 The information attached as a label to the captured image Im in the learning data is the same as the information that a trained model constructed by machine learning on a dataset DS, which is a collection of learning data, outputs in response to an input of a captured image Im (or feature information of the captured image Im).

(学習済モデルとしての検出モデルの構築)
学習処理において、NNとして実現された解析部120は、データセットDSに対する教師あり学習によって、撮像画像Imの入力に対して、以下の情報を出力する検出モデル151を、学習済モデルとして構築する。すなわち、検出モデル151は、撮像画像Imを入力とし、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)に係る情報」および「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係る情報」を出力とする学習済モデルである。特に、検出モデル151は、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)に係る情報」および「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係る情報」を、撮像画像Imの特徴情報(特徴量)として出力する学習済モデルである。
(Building a detection model as a trained model)
In the learning process, the analysis unit 120 realized as a neural network constructs a detection model 151 that outputs the following information in response to an input of a captured image Im as a learned model through supervised learning on the dataset DS. That is, the detection model 151 is a learned model that receives the captured image Im as an input and outputs "information related to the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im" and "information related to the work object Ob captured in the captured image Im". In particular, the detection model 151 is a learned model that outputs "information related to the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im" and "information related to the work object Ob captured in the captured image Im" as feature information (feature amount) of the captured image Im.

前述の通り、学習用データにおいて、撮像画像Imには、「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)に係る情報」、および、「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係る情報」がラベルとして付されている。 As mentioned above, in the learning data, the captured image Im is labeled with "information related to the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im" and "information related to the work object Ob captured in the captured image Im."

NNとして実現された解析部120は、学習によって構築した検出モデル151を、記憶部150に格納する。 The analysis unit 120, which is realized as a neural network, stores the detection model 151 constructed through learning in the memory unit 150.

(学習済モデルとしての判定モデルの構築)
学習処理において、NNとして実現された解析部120は、データセットDSに対する教師あり学習によって、撮像画像Imまたは撮像画像Imの特徴情報(特徴量)の入力に対して、以下の情報を出力する判定モデル152を、学習済モデルとして構築する。すなわち、判定モデル152は、撮像画像Im(撮像画像Imの特徴情報)を入力とし、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否」を示す情報を出力とする学習済モデルである。
(Building a decision model as a trained model)
In the learning process, the analysis unit 120 realized as a neural network constructs, as a learned model, a determination model 152 that outputs the following information in response to an input of a captured image Im or feature information (feature amount) of the captured image Im, by supervised learning on the dataset DS: That is, the determination model 152 is a learned model that receives an input of a captured image Im (feature information of the captured image Im) and outputs information indicating "the presence or absence of an interaction between a worker Hu captured in the captured image Im and a work object Ob captured in the captured image Im."

前述の通り、学習用データにおいて、撮像画像Imには、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否」を示す情報がラベルとして付されている。 As mentioned above, in the learning data, the captured image Im is labeled with information indicating "whether or not there is an interaction between the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im."

「NNとして実現された解析部120が判定モデル152を構築するための教師あり学習を行うデータセットDS」に含まれる学習用データは、以下のようなデータであってもよい。すなわち、ラベルとしての「撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否」を示す情報が、撮像画像Imの特徴情報(特徴量)に対して付されたデータであってもよい。つまり、「検出モデル151が撮像画像Imから抽出する特徴情報」に対し、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否」を示す情報がラベルとして付されたデータでもよい。 The learning data included in the "dataset DS in which the analysis unit 120 realized as a NN performs supervised learning to construct the judgment model 152" may be the following data. That is, it may be data in which information indicating "whether or not there is an interaction between the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im" as a label is attached to the feature information (feature amount) of the captured image Im. That is, it may be data in which information indicating "whether or not there is an interaction between the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im" is attached as a label to the "feature information extracted from the captured image Im by the detection model 151".

NNとして実現された解析部120は、学習によって構築した判定モデル152を、記憶部150に格納する。 The analysis unit 120, implemented as a neural network, stores the judgment model 152 constructed through learning in the memory unit 150.

(学習済モデルとしての推定モデルの構築)
学習処理において、NNとして実現された解析部120は、データセットDSに対する教師あり学習によって、撮像画像Imまたは撮像画像Imの特徴情報(特徴量)の入力に対して、以下の情報を出力する推定モデル153を、学習済モデルとして構築する。すなわち、推定モデル153は、撮像画像Im(撮像画像Imの特徴情報)を入力とし、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を示す情報を出力とする学習済モデルである。
(Building an estimation model as a trained model)
In the learning process, the analysis unit 120 realized as a neural network constructs, as a learned model, an estimation model 153 that outputs the following information in response to an input of a captured image Im or feature information (feature amount) of the captured image Im, by supervised learning on the dataset DS: That is, the estimation model 153 is a learned model that receives an input of a captured image Im (feature information of the captured image Im) and outputs information indicating "the content of the work Op being performed by a worker Hu captured in the captured image Im on a work object Ob captured in the captured image Im."

前述の通り、学習用データにおいて、撮像画像Imには、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を示す情報がラベルとして付されている。 As mentioned above, in the learning data, the captured image Im is labeled with information indicating "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im."

「NNとして実現された解析部120が推定モデル153を構築するための教師あり学習を行うデータセットDS」に含まれる学習用データは、以下のようなデータであってもよい。すなわち、ラベルとしての「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を示す情報が、撮像画像Imの特徴情報(特徴量)に対して付されたデータであってもよい。つまり、「検出モデル151が撮像画像Imから抽出する特徴情報」に対し、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」を示す情報がラベルとして付されたデータでもよい。 The learning data included in the "dataset DS in which the analysis unit 120 realized as a NN performs supervised learning to construct the estimation model 153" may be the following data. That is, it may be data in which information indicating "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im" as a label is attached to the feature information (feature amount) of the captured image Im. That is, it may be data in which information indicating "the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im" is attached as a label to the "feature information extracted from the captured image Im by the detection model 151".

NNとして実現された解析部120は、学習によって構築した推定モデル153を、記憶部150に格納する。 The analysis unit 120, which is realized as a neural network, stores the estimation model 153 constructed by learning in the memory unit 150.

§3.動作例
(モードごとの動作例)
情報処理装置10は、通常モードまたは転移学習モードで動作する。
§3. Operation examples (operation examples for each mode)
The information processing device 10 operates in a normal mode or a transfer learning mode.

通常モードにおいて、NNとして実現された解析部120は、相互作用判定器P(判定モデル152)と、HOI分類器C(推定モデル153)とを、同じデータセットDSに対する学習によって構築する。 In normal mode, the analysis unit 120, which is realized as a neural network, constructs an interaction determiner P (determination model 152) and an HOI classifier C (estimation model 153) by learning on the same dataset DS.

転移学習モードにおいて、NNとして実現された解析部120が相互作用判定器P(判定モデル152)を構築するために学習したデータセットDSと、解析部120がHOI分類器C(推定モデル153)を構築するために学習したデータセットDSとは異なる。 In the transfer learning mode, the data set DS learned by the analysis unit 120 implemented as a neural network to construct the interaction classifier P (determination model 152) is different from the data set DS learned by the analysis unit 120 to construct the HOI classifier C (estimation model 153).

転移学習モードにおいて、NNとして実現された解析部120は、相互作用判定器P(判定モデル152)を、例えば、互いにドメインの異なる複数のデータセットDSを含むデータセットDS(X)に対する学習によって構築する。例えば、転移学習モードにおいて解析部120は、「工場Fa(A)で準備されたデータセットDS(A)」と「工場Fa(B)で準備されたデータセットDS(B)」とを含むデータセットDS(X)に対する学習によって、判定モデル152(X)を構築する。 In the transfer learning mode, the analysis unit 120, which is realized as a neural network, constructs an interaction determiner P (determination model 152) by learning on a dataset DS(X) that includes, for example, multiple datasets DS from different domains. For example, in the transfer learning mode, the analysis unit 120 constructs a determination model 152(X) by learning on a dataset DS(X) that includes "dataset DS(A) prepared in factory Fa(A)" and "dataset DS(B) prepared in factory Fa(B)."

データセットDS(X)において、工場Fa(A)およびFa(B)の少なくとも一方で撮像された撮像画像Imには、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huおよび作業対象物Ob」の間の相互作用の存否を示す情報がラベルとして付されている。転移学習モードにおいて解析部120は、データセットDS(X)によって、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huおよび作業対象物Ob」の間の相互作用の存否を学習する。 In the data set DS(X), the captured image Im captured in at least one of the factories Fa(A) and Fa(B) is labeled with information indicating whether or not there is an interaction between the "worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im. In the transfer learning mode, the analysis unit 120 uses the data set DS(X) to learn whether or not there is an interaction between the "worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im.

データセットDS(X)の学習から構築された判定モデル152(X)は、データセットDS(X)とは異なるデータセットDSであるデータセットDS(C)の学習から構築された推定モデル153(C)と協働することができる。つまり、データセットDS(X)の学習から構築された判定モデル152(X)は、工場Fa(C)で撮像された撮像画像Im(C)について、撮像画像Im(C)に撮像されている「作業者Huおよび作業対象物Ob」の間の相互作用の存否を判定できる。 The judgment model 152(X) constructed from the learning of the dataset DS(X) can cooperate with the estimation model 153(C) constructed from the learning of the dataset DS(C), which is a dataset DS different from the dataset DS(X). In other words, the judgment model 152(X) constructed from the learning of the dataset DS(X) can determine whether or not there is an interaction between the "worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im(C) for an image Im(C) captured in the factory Fa(C).

そして、転移学習モードにおいて、推定モデル153(C)は、判定モデル152(X)の出力を利用して、「HOIを分類する(つまり、作業Opの内容を推定する)」対象のペアを抽出する。すなわち、撮像画像Im(C)(またはその特徴情報)を入力された推定モデル153(C)は、撮像画像Im(C)(またはその特徴情報)を入力された判定モデル152(X)が「両者の間に相互作用がある」と判定したペアについてのみ、HOIを分類する。 In the transfer learning mode, the estimation model 153(C) uses the output of the judgment model 152(X) to extract pairs for which the HOI is to be classified (i.e., the content of the work Op is to be estimated). That is, the estimation model 153(C) to which the captured image Im(C) (or its feature information) is input classifies the HOI only for pairs for which the judgment model 152(X) to which the captured image Im(C) (or its feature information) is input judges that "there is an interaction between the two."

工場Faごとに、「作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」は様々であるから、「作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」はドメインへの依存性が高い。そのため、「作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容」の学習は、工場Faごとに行う必要がある。 Because the "contents of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob" vary from factory to factory Fa, the "contents of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob" are highly domain-dependent. Therefore, learning of the "contents of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob" needs to be performed for each factory Fa.

これに対して、工場Faと、「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用があるか否か」との間には関係性がなく、または、関係性が十分に小さいと考えられ、「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用があるか否か」はドメインへの依存性が低い。そのため、『或る工場Fa(C)において、「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用があるか否か」を判定する』ための知識は、別の工場Fa(X)で収集したデータからも学習することが可能である。 In contrast, there is no relationship, or the relationship is considered to be sufficiently small, between the factory Fa and "whether or not there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob," and "whether or not there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob" is less dependent on the domain. Therefore, the knowledge for "determining whether or not there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob in a certain factory Fa (C)" can be learned from data collected in another factory Fa (X).

そこで、転移学習モードにおいて解析部120は、工場Fa(X)で収集したデータに対する学習によって構築した判定モデル152(X)によって、工場Fa(C)において、「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用があるか否か」を判定する。 Therefore, in the transfer learning mode, the analysis unit 120 determines whether or not there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob in the factory Fa(C) using the judgment model 152(X) constructed by learning from the data collected in the factory Fa(X).

以下、通常モードおよび転移学習モードの各々における、学習処理および解析処理について、図5および図6を参照して、詳細を説明する。 The learning process and analysis process in normal mode and transfer learning mode are described in detail below with reference to Figures 5 and 6.

(通常モード)
図5は、通常モードにおいて情報処理装置10が実行する処理の概要を説明する図である。図5の(A)は、通常モードにおいて情報処理装置10が実行する学習処理の概要を説明する図であり、図5の(B)は、通常モードにおいて情報処理装置10が実行する解析処理の概要を説明する図である。
(Normal mode)
Fig. 5 is a diagram for explaining an outline of the process executed by the information processing device 10 in the normal mode. Fig. 5(A) is a diagram for explaining an outline of the learning process executed by the information processing device 10 in the normal mode, and Fig. 5(B) is a diagram for explaining an outline of the analysis process executed by the information processing device 10 in the normal mode.

図5における「R」、「P」、および、「C」は、各々、特徴量抽出器R(検出モデル151)、相互作用判定器P(判定モデル152)、および、HOI分類器C(推定モデル153)の各々を示している。前述の通り、相互作用判定器P(判定モデル152)は、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、両者の間の相互作用の存否(interactive / Non-interactive)を判定する。また、HOI分類器C(推定モデル153)は、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」のHOIとして、そのペアの一方である作業者Huが、そのペアの他方である作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 In FIG. 5, "R", "P", and "C" respectively denote the feature extractor R (detection model 151), the interaction determiner P (determination model 152), and the HOI classifier C (estimation model 153). As described above, the interaction determiner P (determination model 152) determines whether there is an interaction (interactive/non-interactive) between the "pair of worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im. In addition, the HOI classifier C (estimation model 153) estimates the content of the work Op being performed by the worker Hu, one of the pair, on the work object Ob, the other of the pair, as the HOI of the "pair of worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im.

通常モードにおいて解析部120は、「或る工場Faで撮像された撮像画像Im」の解析に用いる学習済モデルを、以下のようにして構築する。すなわち、解析部120は、『「その或る工場Faで撮像された撮像画像Im、または、その或る工場Faで撮像された撮像画像Imの特徴情報」に対して、所定のラベルが付された学習用データ』の集合(データセットDS)から、解析のためのモデルを構築する。 In normal mode, the analysis unit 120 constructs a trained model to be used for analyzing "images Im captured in a certain factory Fa" as follows. That is, the analysis unit 120 constructs a model for analysis from a collection (dataset DS) of "learning data in which a specific label is attached to 'images Im captured in that certain factory Fa or feature information of images Im captured in that certain factory Fa'".

通常モードにおいて、学習用データ(教師データ)に含まれる撮像画像Imと、その学習用データの集合であるデータセットDSに対する学習によって構築した学習済モデルに入力される撮像画像Imとは、同じ工場Faにおいて撮像されたものである。 In normal mode, the captured images Im included in the learning data (teacher data) and the captured images Im input to the trained model constructed by learning from the dataset DS, which is a collection of that learning data, are captured in the same factory Fa.

例えば、通常モードにおいて解析部120は、「工場Fa(A)で撮像された撮像画像Im(A)」の解析に用いる学習済モデルを、以下のように生成する。すなわち、解析部120は、「撮像画像Im(A)または撮像画像Im(A)の特徴情報に対して、所定のラベルが付されたデータ」の集合であるデータセットDS(A)に対する教師あり学習によって、撮像画像Im(A)の解析に用いる学習済モデルを構築する。 For example, in normal mode, the analysis unit 120 generates a trained model to be used for analyzing "image Im(A) captured in factory Fa(A)" as follows. That is, the analysis unit 120 constructs a trained model to be used for analyzing image Im(A) by supervised learning on a dataset DS(A), which is a collection of "data in which a predetermined label is attached to image Im(A) or feature information of image Im(A)".

したがって、通常モードにおいて、相互作用判定器P(判定モデル152)を構築するために学習されるデータセットDSと、HOI分類器C(推定モデル153)を構築するために学習されるデータセットDSとは、同じデータセットDSである。 Therefore, in normal mode, the dataset DS trained to construct the interaction determiner P (determination model 152) and the dataset DS trained to construct the HOI classifier C (estimation model 153) are the same dataset DS.

例えば、図5の(A)において、工場Fa(A)で撮像された撮像画像Im(A)を解析するための学習済モデルである判定モデル152(A)および推定モデル153(A)は、いずれも、データセットDS(A)に対する学習によって構築される。 For example, in FIG. 5(A), a judgment model 152(A) and an estimation model 153(A), which are trained models for analyzing an image Im(A) captured in a factory Fa(A), are both constructed by training on a dataset DS(A).

そして、図5の(B)に示すように、通常モードにおいて、撮像画像Im(A)に対する解析処理は、互いに共通のデータセットDS(A)に対する学習によって構築された判定モデル152(A)および推定モデル153(A)を用いて実行される。 As shown in FIG. 5B, in normal mode, analysis processing of the captured image Im(A) is performed using a determination model 152(A) and an estimation model 153(A) that are constructed by learning on a common data set DS(A).

すなわち、通常モードにおける撮像画像Im(A)に対する解析処理において、判定モデル152(A)は、撮像画像Im(A)に撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、両者の間の相互作用の存否を判定する。 In other words, in the analysis process of the captured image Im(A) in normal mode, the judgment model 152(A) judges whether or not there is an interaction between the "pair of worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im(A).

また、通常モードにおける撮像画像Im(A)に対する解析処理において、推定モデル153(A)は、判定モデル152(A)によって「両者の間に相互作用がある」と判定されたペアについて、そのペアのHOIとして、作業Opの内容を推定する。図5の(B)において、作業Opの内容を推定するペアを「両者の間に相互作用がある」と判定されたペアに限定することを、「Interactive抑制」と呼んでいる。 In addition, in the analysis process of the captured image Im(A) in the normal mode, the estimation model 153(A) estimates the contents of the work Op as the HOI of a pair determined by the determination model 152(A) that "there is an interaction between the two." In FIG. 5(B), limiting the pairs for which the contents of the work Op are estimated to those determined to "have an interaction between the two" is called "interactive suppression."

(転移学習モード)
図6は、転移学習モードにおいて情報処理装置10が実行する処理の概要を説明する図である。図6の(A)は、転移学習モードにおいて情報処理装置10が実行する学習処理の概要を説明する図であり、図6の(B)は、転移学習モードにおいて情報処理装置10が実行する解析処理の概要を説明する図である。
(Transfer learning mode)
Fig. 6 is a diagram for explaining an overview of the process executed by the information processing device 10 in the transfer learning mode. Fig. 6A is a diagram for explaining an overview of the learning process executed by the information processing device 10 in the transfer learning mode, and Fig. 6B is a diagram for explaining an overview of the analysis process executed by the information processing device 10 in the transfer learning mode.

図6における「R」、「P」、および、「C」は、各々、特徴量抽出器R(検出モデル151)、相互作用判定器P(判定モデル152)、および、HOI分類器C(推定モデル153)の各々を示している。前述の通り、相互作用判定器P(判定モデル152)は、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、両者の間の相互作用の存否(interactive / Non-interactive)を判定する。また、HOI分類器C(推定モデル153)は、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」のHOIとして、そのペアの一方である作業者Huが、そのペアの他方である作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 In FIG. 6, "R", "P", and "C" respectively denote the feature extractor R (detection model 151), the interaction determiner P (determination model 152), and the HOI classifier C (estimation model 153). As described above, the interaction determiner P (determination model 152) determines whether there is an interaction (interactive/non-interactive) between the "pair of worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im. In addition, the HOI classifier C (estimation model 153) estimates the content of the work Op being performed by the worker Hu, one of the pair, on the work object Ob, the other of the pair, as the HOI of the "pair of worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im.

転移学習モードの学習処理において解析部120が推定モデル153を構築する方法は、通常モードの学習処理において解析部120が推定モデル153を構築する方法と同様である。 The method by which the analysis unit 120 constructs the estimation model 153 in the learning process in the transfer learning mode is similar to the method by which the analysis unit 120 constructs the estimation model 153 in the learning process in the normal mode.

具体的には、解析部120は、或る工場Faで撮像された撮像画像Im(または、その特徴情報)から、その或る工場Faにおいて作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する推定モデル153を、以下のようにして構築する。すなわち、解析部120は、『「その或る工場Faで撮像された撮像画像Im(または、その特徴情報)」に対して、所定のラベルが付された学習用データ』の集合(データセットDS)から、推定モデル153を構築する。 Specifically, the analysis unit 120 constructs an estimation model 153 that estimates the content of an operation Op being performed by a worker Hu on a work object Ob in a certain factory Fa from an image Im (or its characteristic information) captured in the certain factory Fa, as follows. That is, the analysis unit 120 constructs the estimation model 153 from a set (dataset DS) of "learning data in which a predetermined label is attached to 'an image Im (or its characteristic information) captured in the certain factory Fa'".

例えば、転移学習モードにおいて解析部120は、「工場Fa(C)で撮像された撮像画像Im(C)」の解析に用いる推定モデル153(C)を、以下のように生成する。すなわち、解析部120は、「撮像画像Im(C)または撮像画像Im(C)の特徴情報に対して、所定のラベルが付されたデータ」の集合であるデータセットDS(C)に対する教師あり学習によって、推定モデル153(C)を構築する。 For example, in the transfer learning mode, the analysis unit 120 generates an estimation model 153(C) to be used for analyzing "an image Im(C) captured in a factory Fa(C)" as follows. That is, the analysis unit 120 constructs the estimation model 153(C) by supervised learning on a dataset DS(C), which is a collection of "data in which a specific label is attached to the captured image Im(C) or feature information of the captured image Im(C)".

これに対して、転移学習モードの学習処理において解析部120が判定モデル152を構築する方法は、通常モードの学習処理において解析部120が判定モデル152を構築する方法とは異なる。 In contrast, the method by which the analysis unit 120 constructs the judgment model 152 in the learning process in the transfer learning mode differs from the method by which the analysis unit 120 constructs the judgment model 152 in the learning process in the normal mode.

解析部120は、或る工場Faで撮像された撮像画像Im(または、その特徴情報)から、撮像画像Imに撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、両者の間の相互作用の存否を判定する判定モデル152を、以下のようにして構築する。すなわち、解析部120は、『「その或る工場Fa以外の工場Faで撮像された撮像画像Im(または、その特徴情報)」に対して、所定のラベルが付された学習用データ』の集合(データセットDS)から、判定モデル152を構築する。 The analysis unit 120 constructs a judgment model 152 for judging the presence or absence of an interaction between a "pair of a worker Hu and a work object Ob" captured in a captured image Im (or its feature information) captured in a certain factory Fa, as follows. That is, the analysis unit 120 constructs the judgment model 152 from a set (dataset DS) of "learning data in which a predetermined label is attached to 'a captured image Im (or its feature information) captured in a factory Fa other than the certain factory Fa'".

例えば、転移学習モードにおいて解析部120は、「工場Fa(C)で撮像された撮像画像Im(C)」の解析に用いる判定モデル152(C)を、以下のように生成する。すなわち、解析部120は、データセットDS(A)に対する学習から構築した判定モデル152(A)を、判定モデル152(C)とする。 For example, in the transfer learning mode, the analysis unit 120 generates a judgment model 152(C) to be used for analyzing "an image Im(C) captured in a factory Fa(C)" as follows. That is, the analysis unit 120 sets the judgment model 152(A) constructed from learning on the data set DS(A) as the judgment model 152(C).

解析部120は、判定モデル152(C)を構築するために、さらに、「工場Fa(B)で撮像された撮像画像Im(B)(または、その特徴情報)に対して、所定のラベルが付されたデータ」の集合であるデータセットDS(B)を学習してもよい。 In order to construct the judgment model 152(C), the analysis unit 120 may further learn a dataset DS(B), which is a collection of "data in which a specific label is attached to an image Im(B) (or its characteristic information) captured in a factory Fa(B)."

すなわち、転移学習モードにおいて解析部120は、データセットDS(A)とデータセットDS(B)とを含むデータセットDS(X)に対する学習から構築した判定モデル152(X)を、判定モデル152(C)としてもよい。 In other words, in the transfer learning mode, the analysis unit 120 may use the judgment model 152(X) constructed from learning on the dataset DS(X) including the dataset DS(A) and the dataset DS(B) as the judgment model 152(C).

図6の(A)に示すように、転移学習モードにおいて、解析部120が判定モデル152を構築するために学習したデータセットDS(X)と、解析部120が推定モデル153を構築するために学習したデータセットDS(C)とは異なる。転移学習モードにおいて、解析部120は、データセットDS(X)に対する学習から判定モデル152(C)(つまり、判定モデル152(X))を構築し、データセットDS(C)に対する学習から推定モデル153(C)を構築する。 As shown in FIG. 6A, in the transfer learning mode, the data set DS(X) that the analysis unit 120 learns to construct the judgment model 152 is different from the data set DS(C) that the analysis unit 120 learns to construct the estimation model 153. In the transfer learning mode, the analysis unit 120 builds the judgment model 152(C) (i.e., the judgment model 152(X)) from learning on the data set DS(X), and builds the estimation model 153(C) from learning on the data set DS(C).

図6の(B)に示すように、転移学習モードにおいて、撮像画像Im(C)に対する解析処理は、互いに異なるデータセットDSに対する学習から構築された判定モデル152(C)(=判定モデル152(X))と推定モデル153(C)とを用いて実行される。 As shown in FIG. 6B, in the transfer learning mode, the analysis process for the captured image Im(C) is performed using a judgment model 152(C) (= judgment model 152(X)) and an estimation model 153(C) constructed from learning on mutually different data sets DS.

すなわち、転移学習モードにおける撮像画像Im(C)に対する解析処理において、判定モデル152(X)が、撮像画像Im(C)に撮像されている「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、両者の間の相互作用の存否を判定する。 In other words, in the analysis process for the captured image Im(C) in the transfer learning mode, the judgment model 152(X) judges whether or not there is an interaction between the "pair of worker Hu and work object Ob" captured in the captured image Im(C).

また、転移学習モードにおける撮像画像Im(C)に対する解析処理において、推定モデル153(C)は、判定モデル152(X)によって「両者の間に相互作用がある」と判定されたペアについて、そのペアのHOIとして、作業Opの内容を推定する。図6の(B)において、作業Opの内容を推定するペアを「両者の間に相互作用がある」と判定されたペアに限定することを、「Interactive抑制」と呼んでいる。 In addition, in the analysis process for the captured image Im (C) in the transfer learning mode, the estimation model 153 (C) estimates the content of the work Op as the HOI of a pair determined by the determination model 152 (X) to have "an interaction between the two." In FIG. 6B, limiting the pairs for which the content of the work Op is estimated to those determined to have "an interaction between the two" is called "interactive suppression."

これまでに図5および図6を用いて説明してきた内容は、以下のように整理することができる。すなわち、情報処理装置10は、通常モードまたは転移学習モードで動作する。 The contents described above using Figures 5 and 6 can be summarized as follows. That is, the information processing device 10 operates in a normal mode or a transfer learning mode.

通常モードにおいて情報処理装置10は、或る工場(例、工場Fa(A))で収集したデータセットDS(例、データセットDS(A))に対する学習によって、判定モデル152(例、判定モデル152(A))を構築する。そして、判定部122は、構築した判定モデル(例、判定モデル152(A))を用いて、その或る工場(例、工場Fa(A))の作業場Arで撮像された撮像画像Im(A)について、作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否を判定する。 In normal mode, the information processing device 10 constructs a judgment model 152 (e.g., judgment model 152(A)) by learning from a dataset DS (e.g., dataset DS(A)) collected in a certain factory (e.g., factory Fa(A)). Then, using the constructed judgment model (e.g., judgment model 152(A)), the judgment unit 122 judges whether or not there is an interaction between a worker Hu and a work object Ob for an image Im(A) captured in a work area Ar of the certain factory (e.g., factory Fa(A)).

転移学習モードおいて情報処理装置10は、或る工場(例、工場Fa(X))で収集したデータセットDS(例、データセットDS(X))に対する学習によって、判定モデル152(例、判定モデル152(X))を構築する。そして、判定部122は、構築した判定モデル(例、判定モデル152(X))を用いて、別の工場Fa(例、工場Fa(C))の作業場Arで撮像された撮像画像Im(C)について、作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否を判定する。 In the transfer learning mode, the information processing device 10 constructs a judgment model 152 (e.g., judgment model 152(X)) by learning from a dataset DS (e.g., dataset DS(X)) collected in a certain factory (e.g., factory Fa(X)). Then, the judgment unit 122 uses the constructed judgment model (e.g., judgment model 152(X)) to judge whether or not there is an interaction between a worker Hu and a work object Ob for an image Im(C) captured in a work area Ar of another factory Fa (e.g., factory Fa(C)).

前記の構成によれば、情報処理装置10は、通常モードまたは転移学習モードで動作する。通常モードにおいて、作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否が判定される撮像画像Imが撮像された工場Faと、判定モデル152を構築するためのデータセットが収集された工場Faとは、同じである。転移学習モードおいて、作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否が判定される撮像画像Imが撮像された工場Faと、判定モデル152を構築するためのデータセットが収集された工場Faとは、異なる。 According to the above configuration, the information processing device 10 operates in a normal mode or a transfer learning mode. In the normal mode, the factory Fa where the captured image Im is captured, for which the presence or absence of an interaction between the worker Hu and the work object Ob is determined, is the same as the factory Fa where the dataset for constructing the judgment model 152 is collected. In the transfer learning mode, the factory Fa where the captured image Im is captured, for which the presence or absence of an interaction between the worker Hu and the work object Ob is determined, is different from the factory Fa where the dataset for constructing the judgment model 152 is collected.

ここで、情報処理装置10の開発者は、撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否は、撮像画像Imが撮像された環境の影響から十分に独立して、判定することができることを確認した。 Here, the developer of the information processing device 10 confirmed that the presence or absence of an interaction between the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im can be determined sufficiently independently of the influence of the environment in which the captured image Im was captured.

つまり、相互作用の存否を判定する判定モデル152について、或る工場Fa(X)で収集したデータセットDS(X)に対する学習によって構築した判定モデル152(X)は、別の工場Fa(Y)で撮像された撮像画像Im(Y)の判定に適用可能である。具体的には、判定モデル152(X)は、撮像画像Im(Y)、または、その特徴情報の入力に対し、撮像画像Im(Y)に撮像されている作業者Huと、撮像画像Im(Y)に撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否を出力できる。 In other words, for the judgment model 152 that judges whether or not there is an interaction, the judgment model 152(X) constructed by learning on a data set DS(X) collected in a certain factory Fa(X) can be applied to judging an image Im(Y) captured in another factory Fa(Y). Specifically, in response to an input of an image Im(Y) or its feature information, the judgment model 152(X) can output the presence or absence of an interaction between a worker Hu captured in the captured image Im(Y) and a work object Ob captured in the captured image Im(Y).

したがって、情報処理装置10は、転移学習モードおいて、或る工場Fa(X)で撮像された撮像画像(X)の判定について、別の工場Fa(Y)で学習した判定モデル152(Y)を用いることができるとの効果を奏する。 Therefore, in the transfer learning mode, the information processing device 10 has the effect of being able to use a judgment model 152(Y) learned in another factory Fa(Y) to judge an image (X) captured in a certain factory Fa(X).

(解析処理の詳細)
図7は、情報処理装置10が実行する解析処理の全体概要を説明するフロー図である。図7に例示するフロー図において、S210およびS220は、特徴量抽出器Rである検出部121(検出モデル151)によって実行される処理である。S310およびS320は、相互作用判定器Pである判定部122(判定モデル152)によって実行される処理である。S410からS430は、HOI分類器Cである推定部123(推定モデル153)によって実行される処理である。
(Details of analysis process)
Fig. 7 is a flow diagram for explaining an overall outline of the analysis processing executed by the information processing device 10. In the flow diagram illustrated in Fig. 7, steps S210 and S220 are processes executed by the detection unit 121 (detection model 151) which is the feature extractor R. Steps S310 and S320 are processes executed by the determination unit 122 (determination model 152) which is the interaction determiner P. Steps S410 to S430 are processes executed by the estimation unit 123 (estimation model 153) which is the HOI classifier C.

図7に示すように、撮像画像取得部110は、天井カメラ30からセンサ―データを取得し、具体的には、撮像画像Imを取得する(S110)。撮像画像取得部110は取得した撮像画像Imを解析部120へと出力し、特に検出部121へと出力する。 As shown in FIG. 7, the captured image acquisition unit 110 acquires sensor data from the ceiling camera 30, specifically, acquires the captured image Im (S110). The captured image acquisition unit 110 outputs the acquired captured image Im to the analysis unit 120, in particular to the detection unit 121.

解析部120(特に、検出部121)は、撮像画像Imから特徴情報(特徴量)を生成する。検出部121は、撮像画像Imの特徴情報として、撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)に係る情報を生成し、例えば、撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)の検出等を実行する。言い換えれば、検出部121は、撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている作業者Hu(作業者Huの体部位)に係る情報(例、作業者Huの存否、作業者Huの空間配置、作業者Huの姿勢(ポーズ)等を示す情報)を取得する(S210)。 The analysis unit 120 (particularly, the detection unit 121) generates feature information (feature amount) from the captured image Im. The detection unit 121 generates information related to the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im as feature information of the captured image Im, and performs, for example, detection of the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im from the captured image Im. In other words, the detection unit 121 acquires information related to the worker Hu (body part of the worker Hu) captured in the captured image Im from the captured image Im (e.g., information indicating the presence or absence of the worker Hu, the spatial arrangement of the worker Hu, the posture (pose) of the worker Hu, etc.) (S210).

また、検出部121は、撮像画像Imの特徴情報として、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係る情報を生成し、例えば、撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obの検出等を実行する。言い換えれば、検出部121は、検出部121は、撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obに係る情報(例、作業対象物Obの存否、作業対象物Obの空間配置、作業対象物Obが何であるか等を示す情報)を取得する(S220)。 The detection unit 121 also generates information related to the work object Ob captured in the captured image Im as feature information of the captured image Im, and performs, for example, detection of the work object Ob captured in the captured image Im from the captured image Im. In other words, the detection unit 121 acquires information related to the work object Ob captured in the captured image Im (e.g., information indicating the presence or absence of the work object Ob, the spatial arrangement of the work object Ob, what the work object Ob is, etc.) from the captured image Im (S220).

検出部121は、撮像画像Imから取得した(生成した)撮像画像Imの特徴情報(例えば、撮像画像Imに撮像されている作業者Huおよび作業対象物Obの各々に係る情報)を、判定部122および推定部123へと出力する。 The detection unit 121 outputs characteristic information of the captured image Im acquired (generated) from the captured image Im (e.g., information relating to each of the worker Hu and the work object Ob captured in the captured image Im) to the determination unit 122 and the estimation unit 123.

判定部122は、検出部121から取得した特徴情報から、『「撮像画像Imに撮像されている作業者Hu」と「撮像画像Imに撮像されている作業対象物Ob」とのペア』のリストである、ペアリスト情報を取得する(生成する)(S310)。ペアリスト情報には、各々が『「撮像画像Imに撮像されている、いずれかの1人の作業者Hu」と、「撮像画像Imに撮像されている、いずれか1つの作業対象物Ob」とから成る』全てのペア(例えば、図3の撮像画像Imにおける8つのペア)が示されている。 The determination unit 122 obtains (generates) pair list information, which is a list of pairs of "workers Hu captured in the captured image Im" and "work objects Ob captured in the captured image Im" from the feature information obtained from the detection unit 121 (S310). The pair list information shows all pairs (e.g., eight pairs in the captured image Im in FIG. 3), each of which is "made up of 'any one of the workers Hu captured in the captured image Im' and 'any one of the work objects Ob captured in the captured image Im'".

判定部122は、ペアリスト情報に挙げられている全てのペアについて、各々、「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用があるか」を判定する(S320)。 The determination unit 122 determines whether there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob for each of all pairs listed in the pair list information (S320).

判定部122は、ペアリスト情報に挙げられているペアについて、作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用があると判定すると(S320でYES)、作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用があると判定したペアを、推定部123に通知する。判定部122が、ペアリスト情報に挙げられている全てのペアについて、作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用がないと判定すると(S320でNO)、情報処理装置10は、S110に戻って新たな撮像画像Imを天井カメラ30から取得する。 When the determination unit 122 determines that there is an interaction between the worker Hu and the work object Ob for a pair listed in the pair list information (YES in S320), it notifies the estimation unit 123 of the pair determined to have an interaction between the worker Hu and the work object Ob. When the determination unit 122 determines that there is no interaction between the worker Hu and the work object Ob for all pairs listed in the pair list information (NO in S320), the information processing device 10 returns to S110 and acquires a new captured image Im from the ceiling camera 30.

推定部123は、判定部122によって「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用がある」と判定されたペアを把握し、つまり、お互いの間に相互作用があると判定された作業者Huと作業対象物Obとを関連付ける(S410)。 The estimation unit 123 identifies pairs that are determined by the determination unit 122 to have an interaction between a worker Hu and a work object Ob, that is, associates the worker Hu and the work object Ob that are determined to have an interaction between them (S410).

推定部123は、S410で作業対象物Obと関連付けられた作業者Huについて、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する(S420)。推定部123は、判定部122によって「作業者Huと作業対象物Obとの間に相互作用がある」と判定されたペアについてのみ、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業OpをHOIとして検出し、つまり、作業Opの内容を推定する。 The estimation unit 123 estimates the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob for the worker Hu associated with the work object Ob in S410 (S420). The estimation unit 123 detects the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob as the HOI only for pairs that are determined by the determination unit 122 to have "an interaction between the worker Hu and the work object Ob," that is, estimates the content of the work Op.

推定部123(解析部120)は、推定した作業Opの内容(作業内容)を、例えば、支援情報生成部140および図2の動画保存サーバ等へと出力する(S430)。 The estimation unit 123 (analysis unit 120) outputs the estimated content of the work Op (work content), for example, to the support information generation unit 140 and the video storage server of FIG. 2 (S430).

これまで図7を用いて説明してきた情報処理装置10の実行する処理は、以下のように整理することができる。すなわち、情報処理装置10の実行する制御方法は、作業場Arを撮像した撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている作業者Huが行っている作業Opの内容を推定する情報処理装置10の制御方法である。前記制御方法は、検出ステップ(S210およびS220)と、判定ステップ(S320)と、推定ステップ(S420)とを含む。 The process executed by the information processing device 10, which has been described using FIG. 7 so far, can be summarized as follows. That is, the control method executed by the information processing device 10 is a control method of the information processing device 10 that estimates, from an image Im captured of the workplace Ar, the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im. The control method includes detection steps (S210 and S220), a determination step (S320), and an estimation step (S420).

検出ステップは、撮像画像Imから、撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとを検出する。 The detection step detects the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im from the captured image Im.

判定ステップは、モデルベースで、撮像画像Imまたはその特徴情報から、検出ステップによって検出された作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否を判定する。判定ステップは、学習済モデルである判定モデル152を用いて、撮像画像Imまたはその特徴情報から、検出ステップによって検出された作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否を判定する。判定モデル152は、「撮像画像Im、または、撮像画像Imから生成された特徴情報」を入力とし、「撮像画像Imに撮像されている作業者Huと、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obとの間の相互作用の存否」を出力とする学習済モデルである。 The judgment step is a model-based determination of the presence or absence of an interaction between the worker Hu and the work object Ob detected in the detection step from the captured image Im or its feature information. The judgment step uses the judgment model 152, which is a trained model, to determine the presence or absence of an interaction between the worker Hu and the work object Ob detected in the detection step from the captured image Im or its feature information. The judgment model 152 is a trained model that receives as input the "captured image Im or feature information generated from the captured image Im" and outputs the "presence or absence of an interaction between the worker Hu captured in the captured image Im and the work object Ob captured in the captured image Im."

推定ステップは、判定ステップによって相互作用が存在すると判定された作業者Huと作業対象物Obとの組合せ(ペア)について、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 The estimation step estimates the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob for a combination (pair) of the worker Hu and the work object Ob that is determined to have an interaction in the determination step.

前記の構成によれば、前記制御方法は、学習済モデルである判定モデル152を用いて、撮像画像Imから検出された「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、作業者Huと作業対象物Obとの間の相互作用の存否を判定する。そして、前記制御方法は、相互作用が存在すると判定した「作業者Huと作業対象物Obとのペア」について、ペアの一方である作業者Huが、ペアの他方である作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 According to the above configuration, the control method uses the judgment model 152, which is a trained model, to judge whether or not an interaction exists between a "pair of a worker Hu and a work object Ob" detected from a captured image Im. Then, for a "pair of a worker Hu and a work object Ob" for which it is judged that an interaction exists, the control method estimates the content of the work Op being performed by one of the pair, the worker Hu, on the other of the pair, the work object Ob.

つまり、前記制御方法は、撮像画像Imから検出された作業者Huと作業対象物Obとについて、ルールベースではなく、モデルベースで、両者の相互作用の存否を判定する。 In other words, the control method determines whether or not there is interaction between the worker Hu and the work object Ob detected from the captured image Im on a model-based basis, rather than a rule-based basis.

したがって、前記制御方法は、作業者Huの行う作業Opの種類が増えても、作業Opの内容を推定するための煩雑なルールを整備する必要なく、作業者Huが行っている作業Opを推定することができるとの効果を奏する。 Therefore, the control method has the effect of being able to estimate the work Op being performed by the worker Hu, even if the number of types of work Op being performed by the worker Hu increases, without the need to prepare complicated rules for estimating the content of the work Op.

また、前記制御方法は、「相互作用が存在する」とモデルベースで判定した作業者Huと作業対象物Obとのペアについて、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する。 The control method also estimates the content of the work Op that the worker Hu is performing on the work object Ob for a pair of worker Hu and work object Ob that is determined to have "interaction" based on the model.

つまり、前記制御方法は、撮像画像Imに撮像されている作業者Huと作業対象物Obとのペアの全てについてではなく、「相互作用が存在する」と判定したペアについてのみ、作業者Huが行っている作業Opの内容を推定する。 In other words, the control method estimates the content of the work Op being performed by the worker Hu only for pairs determined to have "interactions" rather than for all pairs of the worker Hu and the work object Ob captured in the captured image Im.

したがって、前記制御方法は、撮像画像Imに撮像されている作業者Huが、撮像画像Imに撮像されている作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定するのに必要な計算量を抑制することができるとの効果を奏する。 The control method thus has the effect of reducing the amount of calculation required to estimate the content of the work Op being performed by the worker Hu captured in the captured image Im on the work object Ob captured in the captured image Im.

§4.変形例
これまで、教師ありデータに対する機械学習によって、学習済データとして検出モデル151、判定モデル152、および、推定モデル153を構築する例を説明してきた。しかしながら、検出モデル151、判定モデル152、および、推定モデル153を構築するための機械学習は、教師ありデータに対する機械学習に限られない。検出モデル151、判定モデル152、および、推定モデル153を構築するための機械学習は、教師あり学習に限らず、教師なし学習、または、強化学習等の他の機械学習であってもよい。
§ 4. Modifications Up to this point, an example has been described in which the detection model 151, the judgment model 152, and the estimation model 153 are constructed as learned data by machine learning on supervised data. However, the machine learning for constructing the detection model 151, the judgment model 152, and the estimation model 153 is not limited to machine learning on supervised data. The machine learning for constructing the detection model 151, the judgment model 152, and the estimation model 153 is not limited to supervised learning, and may be other machine learning such as unsupervised learning or reinforcement learning.

またこれまで、推定部123が、撮像画像Imから、「作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定する」のに推定モデル153を利用する例を説明してきた。しかしながら、推定部123が、撮像画像Imから、ルールベースで、作業者Huが作業対象物Obについて行っている作業Opの内容を推定してもよい。 Also, so far, an example has been described in which the estimation unit 123 uses the estimation model 153 to "estimate the content of the work Op being performed by the worker Hu on the work object Ob" from the captured image Im. However, the estimation unit 123 may also estimate the content of the work Op being performed by the worker Hu on the work object Ob on a rule-based basis from the captured image Im.

〔ソフトウェアによる実現例〕
情報処理装置10の機能ブロック(具体的には、撮像画像取得部110、解析部120、工程情報取得部130、および、支援情報生成部140)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU、GPU、DSP等を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
[Software implementation example]
The functional blocks of the information processing device 10 (specifically, the image acquisition unit 110, the analysis unit 120, the process information acquisition unit 130, and the support information generation unit 140) may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be realized by software using a CPU, GPU, DSP, etc.

後者の場合、情報処理装置10は、各々、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、GPU、DSP等と、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROMまたは記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)と、上記プログラムを展開するRAM等とを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU、GPU、DSP等)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路等を用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In the latter case, the information processing device 10 includes a CPU, GPU, DSP, etc. that executes the commands of a program, which is software that realizes each function, a ROM or storage device (these are referred to as "recording media") in which the program and various data are recorded so as to be readable by a computer (or CPU), and a RAM or the like that deploys the program. The object of the present invention is achieved by having the computer (or CPU, GPU, DSP, etc.) read and execute the program from the recording media. The recording media may be "non-transient tangible media," such as tapes, disks, cards, semiconductor memories, programmable logic circuits, etc. The program may also be supplied to the computer via any transmission medium (such as a communication network or broadcast waves) that can transmit the program. The present invention may also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. The technical scope of the present invention also includes embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments.

10 情報処理装置(作業推定装置)
40 機器
20 PLC(制御装置)
121 検出部
122 判定部
123 推定部
151 検出モデル
152 判定モデル
153 推定モデル
130 工程情報取得部(取得部)
140 支援情報生成部(生成部)
Ac 動作
Ar 作業場
DS データセット
Fa 工場
Hu 作業者
Im 撮像画像
La 動作結果
Ob 作業対象物
Op 作業
S210 (検出ステップ)
S220 (検出ステップ)
S320 (判定ステップ)
S420 (推定ステップ)
10 Information processing device (work estimation device)
40 Equipment 20 PLC (control device)
121 Detection unit 122 Determination unit 123 Estimation unit 151 Detection model 152 Determination model 153 Estimation model 130 Process information acquisition unit (acquisition unit)
140 Support information generation unit (generation unit)
Ac: Action Ar: Workplace DS: Data set Fa: Factory Hu: Worker Im: Captured image La: Action result Ob: Work object Op: Work S210 (Detection step)
S220 (detection step)
S320 (Determination step)
S420 (Estimation step)

Claims (8)

作業場を撮像した撮像画像から、当該撮像画像に撮像されている作業者が行っている作業の内容を推定する作業推定装置であって、
前記撮像画像から、前記撮像画像に撮像されている作業者と、前記撮像画像に撮像されている作業対象物とを検出する検出部と、
前記撮像画像または前記撮像画像から生成された特徴情報を入力とし、前記撮像画像に撮像されている前記作業者と、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物との間の相互作用の存否を出力とする学習済モデルである判定モデルを用いて、前記撮像画像または前記特徴情報から、前記検出部によって検出された前記作業者と前記作業対象物との間の相互作用の存否を判定する判定部と、
前記判定部によって相互作用が存在すると判定された前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する推定部と、
を備え
前記特徴情報は、前記撮像画像に撮像されている前記作業者の姿勢を示す情報と、前記撮像画像に撮像されている前記作業者および前記作業対象物のそれぞれの空間位置を示す情報とを含み、
前記判定部は、前記作業者の姿勢を示す情報と、前記作業者および前記作業対象物のそれぞれの空間位置を示す情報とを含む前記特徴情報を前記判定モデルに入力して、前記検出部によって検出された前記作業者と前記作業対象物とのペアのそれぞれについて、両者の間の相互作用の存否を判定す作業推定装置。
A task estimation device that estimates, from a captured image of a workplace, a task performed by a worker captured in the captured image, comprising:
a detection unit that detects, from the captured image, a worker captured in the captured image and a work target captured in the captured image;
a determination unit that determines, from the captured image or the feature information, the presence or absence of an interaction between the worker captured in the captured image and the work object captured in the captured image, using a determination model that is a trained model that receives as input the captured image or feature information generated from the captured image and outputs the presence or absence of an interaction between the worker captured in the captured image and the work object captured in the captured image; and
an estimation unit that estimates the content of the work being performed by the worker on the work object for a combination of the worker and the work object for which it has been determined by the determination unit that an interaction exists;
Equipped with
the feature information includes information indicating a posture of the worker captured in the captured image, and information indicating spatial positions of the worker and the work target object captured in the captured image,
The determination unit inputs the feature information, including information indicating the posture of the worker and information indicating the respective spatial positions of the worker and the work object, into the determination model, and determines whether or not there is an interaction between the worker and the work object for each pair of the worker and the work object detected by the detection unit .
前記検出部は、前記撮像画像を入力とし、前記撮像画像に撮像されている前記作業者と、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物とを出力とする学習済モデルである検出モデルを用いて、前記撮像画像から、前記撮像画像に撮像されている作業者と、前記撮像画像に撮像されている作業対象物とを検出する
請求項1に記載の作業推定装置。
2. The work estimation device according to claim 1, wherein the detection unit detects from the captured image the worker captured in the captured image and the work object captured in the captured image using a detection model that is a trained model that receives the captured image as an input and outputs the worker captured in the captured image and the work object captured in the captured image.
前記推定部は、前記撮像画像または前記撮像画像から生成された特徴情報を入力とし、前記撮像画像に撮像されている前記作業者が、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物について行っている作業の内容を出力とする学習済モデルである推定モデルを用いて、前記撮像画像または前記特徴情報から、前記判定部によって相互作用が存在すると判定された前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する
請求項1または2に記載の作業推定装置。
3. The work estimation device according to claim 1 or 2, wherein the estimation unit uses an estimation model that is a trained model that receives as input the captured image or feature information generated from the captured image and outputs the content of the work that the worker captured in the captured image is performing on the work object captured in the captured image, for a combination of the worker and the work object for which an interaction is determined to exist by the determination unit, to estimate, from the captured image or the feature information, the content of the work that the worker is performing on the work object captured in the captured image.
前記作業推定装置は、通常モードまたは転移学習モードで動作し、
通常モードにおいて前記判定部は、或る工場で収集したデータセットに対する学習によって構築した前記判定モデルを用いて、前記或る工場の前記作業場で撮像された前記撮像画像について、前記作業者と前記作業対象物との間の相互作用の存否を判定し、
転移学習モードおいて前記判定部は、或る工場で収集したデータセットに対する学習によって構築した前記判定モデルを用いて、前記或る工場とは異なる別の工場の前記作業場で撮像された前記撮像画像について、前記作業者と前記作業対象物との間の相互作用の存否を判定する請求項1から3のいずれか1項に記載の作業推定装置。
The task estimation device operates in a normal mode or a transfer learning mode;
In a normal mode, the determination unit determines whether or not there is an interaction between the worker and the work object for the captured image taken in the workplace of a certain factory, using the determination model constructed by learning on a data set collected in the certain factory;
4. The work estimation device according to claim 1, wherein in a transfer learning mode, the determination unit determines whether or not there is an interaction between the worker and the work object for the image taken in the work area of a different factory from the certain factory, by using the determination model constructed by learning on a dataset collected in a certain factory.
前記作業場に設置された機器の動作を制御する制御装置から、前記機器が実行した動作の内容および結果を示す動作結果から生成された工程情報を取得する取得部と、
前記推定部によって推定された前記作業者の作業の内容と、前記取得部によって取得された前記工程情報とから、前記作業者による前記作業の効率的な実行を支援するのに利用可能な情報である支援情報を生成する生成部と、
をさらに備える請求項1から4のいずれか1項に記載の作業推定装置。
an acquisition unit that acquires process information generated from an operation result indicating the content and result of the operation performed by the device from a control device that controls the operation of the device installed in the work area;
a generating unit that generates support information, which is information that can be used to support efficient execution of the work by the worker, from the content of the work of the worker estimated by the estimating unit and the process information acquired by the acquiring unit;
The task estimation device according to claim 1 , further comprising:
作業場を撮像した撮像画像から、当該撮像画像に撮像されている作業者が行っている作業の内容を推定する作業推定装置の制御方法であって、
前記撮像画像から、前記撮像画像に撮像されている作業者と、前記撮像画像に撮像されている作業対象物とを検出する検出ステップと、
前記撮像画像または前記撮像画像から生成された特徴情報を入力とし、前記撮像画像に撮像されている前記作業者と、前記撮像画像に撮像されている前記作業対象物との間の相互作用の存否を出力とする学習済モデルである判定モデルを用いて、前記撮像画像または前記特徴情報から、前記検出ステップにて検出された前記作業者と前記作業対象物との間の相互作用の存否を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによって相互作用が存在すると判定された前記作業者と前記作業対象物との組合せについて、前記作業者が前記作業対象物について行っている作業の内容を推定する推定ステップと、
を含み、
前記特徴情報は、前記撮像画像に撮像されている前記作業者の姿勢を示す情報と、前記撮像画像に撮像されている前記作業者および前記作業対象物のそれぞれの空間位置を示す情報とを含み、
前記判定ステップでは、前記作業者の姿勢を示す情報と、前記作業者および前記作業対象物のそれぞれの空間位置を示す情報とを含む前記特徴情報を前記判定モデルに入力して、前記検出ステップで検出された前記作業者と前記作業対象物とのペアのそれぞれについて、両者の間の相互作用の存否を判定する、制御方法。
A control method for an activity estimation device that estimates, from an image of a workplace, an activity performed by a worker captured in the image, comprising the steps of:
a detection step of detecting a worker captured in the captured image and a work target captured in the captured image from the captured image;
a determination step of determining, from the captured image or the feature information, the presence or absence of an interaction between the worker captured in the captured image and the work object detected in the detection step, using a determination model that is a trained model that receives as input the captured image or feature information generated from the captured image and outputs the presence or absence of an interaction between the worker captured in the captured image and the work object captured in the captured image;
an estimation step of estimating the content of the work being performed by the worker on the work object for the combination of the worker and the work object for which it has been determined that an interaction exists in the determination step;
Including,
the feature information includes information indicating a posture of the worker captured in the captured image, and information indicating spatial positions of the worker and the work target object captured in the captured image,
A control method in which, in the judgment step, the feature information including information indicating the posture of the worker and information indicating the respective spatial positions of the worker and the work object is input into the judgment model, and the presence or absence of interaction between the worker and the work object for each pair of the worker and the work object detected in the detection step is determined .
請求項1から5のいずれか1項に記載の作業推定装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、前記各部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。 An information processing program for causing a computer to function as the task estimation device according to any one of claims 1 to 5, the information processing program causing the computer to function as each of the units. 請求項7に記載の情報処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium having the information processing program according to claim 7 recorded thereon.
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