JP7681826B2 - Inspection device, learning device, inspection method, learning device production method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、2以上の手順を有する一連の作業の動画を用いて、当該作業が適切か否かを検査し、検査結果を出力する検査装置等に関するものである。 The present invention relates to an inspection device that uses video of a series of tasks that have two or more steps to inspect whether the tasks are appropriate and outputs the inspection results.
従来、検査対象物の撮像画像を画像処理して欠陥を検出する検査方法が存在した(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there have been inspection methods that detect defects by processing captured images of an object to be inspected (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来技術において、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、予定された手順通りに、当該作業が正しく行われているか否かを判断することができなかった。 However, in conventional technology, it was not possible to photograph a task that had two or more steps and determine whether the task was being performed correctly according to the planned steps.
本第一の発明の検査装置は、2以上の手順を有する検査対象の作業である検査対象作業が行われているところを撮影した動画である検査動画を取得する検査動画取得部と、2以上の手順を有する正しい作業である正常作業が行われているところを撮影した動画である正常動画に基づく教師データを用いて、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する判断部と、判断部の判断結果に関する判断結果情報を出力する出力部とを具備する検査装置である。 The inspection device of the first invention is an inspection device that includes an inspection video acquisition unit that acquires an inspection video, which is a video captured while an inspection target work, which is an inspection target work having two or more steps, is being performed, a judgment unit that judges whether or not the procedure of the inspection target work for the inspection video is correct using teacher data based on a normal video, which is a video captured while a normal work, which is a correct work having two or more steps, is being performed, and an output unit that outputs judgment result information regarding the judgment result of the judgment unit.
かかる構成により、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、予定された手順通りに、当該作業が正しく行われているか否かを判断できる。 With this configuration, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to determine whether the task is being performed correctly according to the planned steps.
また、本第二の発明の検査装置は、第一の発明に対して、検査動画取得部は、検査対象作業が行われている状況において、検査動画を順次、取得し、判断部は、検査動画取得部が順次取得した検査動画が有する1以上のフィールドに対して、現在、行われるべき手順に対応する作業が行われている否かを、教師データのうちの、現在、行われるべき手順に対応する教師データを用いて判断する、検査装置である。 The inspection device of the second invention is an inspection device in which, compared to the first invention, the inspection video acquisition unit sequentially acquires inspection videos while the work to be inspected is being performed, and the determination unit determines whether or not work corresponding to a procedure that is currently being performed is being performed for one or more fields contained in the inspection videos sequentially acquired by the inspection video acquisition unit, by using the training data corresponding to the procedure that is currently being performed among the training data.
かかる構成により、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、リアルタイムに、当該作業が正しく行われているか否かを判断でき、判断結果を作業者に知らせることができる。 With this configuration, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to determine in real time whether the task is being performed correctly and to inform the worker of the result of the determination.
また、本第三の発明の検査装置は、第一または第二の発明に対して、2以上の手順のうちの、現在の検査対象の手順を識別するカレント手順識別子が格納されるカレント手順格納部をさらに具備し、教師データは、2以上の各手順に対応する一のフィールドを有し、判断部は、検査動画取得部が取得した検査動画のうちの一のフィールドを取得する検査画像取得手段と、検査画像取得手段が取得した一のフィールドとカレント手順識別子に対応する一のフィールドとを用いて、検査画像取得手段が取得した一のフィールドに対応する手順が、カレント手順識別子で識別される手順であるか否かを判断する判断手段とを具備する、検査装置である。 The inspection device of the third invention is an inspection device according to the first or second invention, further comprising a current procedure storage unit in which a current procedure identifier that identifies the procedure currently being inspected among the two or more procedures is stored, the teacher data has one field corresponding to each of the two or more procedures, and the judgment unit comprises an inspection image acquisition means that acquires one field of the inspection video acquired by the inspection video acquisition unit, and a judgment means that uses the one field acquired by the inspection image acquisition means and the one field corresponding to the current procedure identifier to judge whether the procedure corresponding to the one field acquired by the inspection image acquisition means is a procedure identified by the current procedure identifier.
かかる構成により、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、当該作業が正しく行われているか否かを高速に判断できる。 With this configuration, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to quickly determine whether the task is being performed correctly.
また、本第四の発明の検査装置は、第三の発明に対して、教師データは、2以上の各手順に対応する一のフィールドと各手順を識別する手順識別子との組であり、2以上の教師データを機械学習のアルゴリズムにより学習処理を行い構成された学習器が格納される学習器格納部をさらに具備し、判断手段は、検査画像取得手段が取得した一のフィールドと学習器とを用いて、機械学習の予測処理を行い、一のフィールドに対応する手順識別子を取得し、手順識別子がカレント手順識別子と一致するか否かを判断する、検査装置である。 The inspection device of the fourth invention is an inspection device according to the third invention, further comprising a learning device storage unit in which a learning device constructed by performing a learning process on the two or more teaching data using a machine learning algorithm is stored, and the judgment means performs a machine learning prediction process using the one field and the learning device acquired by the inspection image acquisition means, acquires a procedure identifier corresponding to the one field, and judges whether the procedure identifier matches the current procedure identifier.
かかる構成により、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、当該作業が正しく行われているか否かを高速かつ柔軟に判断できる。 With this configuration, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to quickly and flexibly determine whether the task is being performed correctly.
また、本第五の発明の検査装置は、第三の発明に対して、判断手段は、2以上の各手順に対応するフィールドと検査画像取得手段が取得した一のフィールドとの類似度を算出し、2以上の類似度を用いて、検査画像取得手段が取得した一のフィールドに対応する手順が、カレント手順識別子で識別される手順であるか否かを判断する、検査装置である。 The inspection device of the fifth invention is an inspection device in which, compared to the third invention, the judgment means calculates a similarity between a field corresponding to each of two or more procedures and a field acquired by the inspection image acquisition means, and uses the two or more similarities to judge whether the procedure corresponding to the field acquired by the inspection image acquisition means is a procedure identified by the current procedure identifier.
かかる構成により、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、当該作業が正しく行われているか否かを高速に判断できる。 With this configuration, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to quickly determine whether the task is being performed correctly.
また、本第六の発明の検査装置は、第一または第二の発明に対して、2以上の手順のうちの、現在の検査対象の手順を識別するカレント手順識別子が格納されるカレント手順格納部をさらに具備し、教師データは、2以上の各手順に対応する2以上のフィールドを有し、判断部は、検査動画取得部が取得した検査動画のうちの2以上のフィールドを取得する検査画像取得手段と、検査画像取得手段が取得した2以上のフィールドとカレント手順識別子に対応する2以上のフィールドとを用いて、検査画像取得手段が取得した2以上のフィールドに対応する手順が、カレント手順識別子で識別される手順であるか否かを判断する判断手段とを具備する、検査装置である。 The inspection device of the sixth invention is an inspection device according to the first or second invention, further comprising a current procedure storage unit in which a current procedure identifier that identifies the procedure currently being inspected among the two or more procedures is stored, the teacher data has two or more fields corresponding to each of the two or more procedures, and the judgment unit comprises an inspection image acquisition means that acquires two or more fields of the inspection video acquired by the inspection video acquisition unit, and a judgment means that uses the two or more fields acquired by the inspection image acquisition means and the two or more fields corresponding to the current procedure identifier to judge whether the procedure corresponding to the two or more fields acquired by the inspection image acquisition means is a procedure identified by the current procedure identifier.
かかる構成により、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、当該作業が正しく行われているか否かを正確かつ柔軟に判断できる。 With this configuration, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to accurately and flexibly determine whether the task is being performed correctly.
また、本第七の発明の検査装置は、第六の発明に対して、教師データは、2以上の各手順に対応する2のフィールドと各手順を識別する手順識別子との組であり、2以上の教師データを機械学習のアルゴリズムにより学習処理を行い構成された学習器が格納される学習器格納部をさらに具備し、判断手段は、検査画像取得手段が取得した2以上のフィールドと学習器とを用いて、機械学習のアルゴリズムにより予測処理を行い、2以上のフィールドに対応する手順識別子を取得し、手順識別子がカレント手順識別子と一致するか否かを判断する、検査装置である。 The inspection device of the seventh invention is an inspection device according to the sixth invention, further comprising a learning module storage unit in which a learning module constructed by performing a learning process on the two or more teaching data using a machine learning algorithm is stored, and the judgment means performs a prediction process using a machine learning algorithm using the two or more fields and the learning module acquired by the inspection image acquisition means, acquires a procedure identifier corresponding to the two or more fields, and judges whether the procedure identifier matches the current procedure identifier.
かかる構成により、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、当該作業が正しく行われているか否かを正確かつ柔軟に判断できる。 With this configuration, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to accurately and flexibly determine whether the task is being performed correctly.
また、本第八の発明の検査装置は、第一から第七いずれか1つの発明に対して、判断部は、検査動画から予め決められた条件を満たす一部のフィールドであり、1以上のフィールドを取得し、1以上のフィールドと、教師データを用いて、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する、検査装置である。 The inspection device of the eighth invention is an inspection device according to any one of the first to seventh inventions, in which the judgment unit acquires one or more fields that are a portion of fields from the inspection video that satisfy a predetermined condition, and judges whether the procedure of the work to be inspected for the inspection video is correct using the one or more fields and the teacher data.
かかる構成により、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、当該作業が正しく行われているか否かを高速かつ柔軟に判断できる。 With this configuration, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to quickly and flexibly determine whether the task is being performed correctly.
また、本第九の発明の検査装置は、第一から第八いずれか1つの発明に対して、判断部は、検査動画が有する各フィールドに対して、正しい手順であるか否かを判断するためのフィールドとして使用するか否かを判断するための第二学習器を用いて、機械学習の予測処理を行い、使用するとの予測結果に対応する1以上のフィールドを取得し、1以上のフィールドと、教師データとを用いて、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する、検査装置である。 The inspection device of the ninth invention is an inspection device according to any one of the first to eighth inventions, in which the judgment unit performs a machine learning prediction process using a second learning device for determining whether or not each field in the inspection video is to be used as a field for determining whether or not the procedure is correct, obtains one or more fields corresponding to the prediction result that they will be used, and uses the one or more fields and the teacher data to judge whether or not the procedure of the work to be inspected in the inspection video is correct.
かかる構成により、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、当該作業が正しく行われているか否かを精度高く判断できる。 With this configuration, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to determine with high accuracy whether the task is being performed correctly.
また、本第十の発明の検査装置は、第一から第九いずれか1つの発明に対して、検査対象の作業のために装置に入力された情報または装置内で発生した情報または装置から出力された情報である装置関連情報を取得する装置関連情報取得部をさらに具備し、判断部は、正常作業が行われた場合の装置関連情報である正常装置関連情報と正常動画とに基づく教師データを用いて、検査動画および装置関連情報に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する、検査装置である。 The inspection device of the tenth invention is an inspection device according to any one of the first to ninth inventions, further comprising an equipment-related information acquisition unit that acquires equipment-related information, which is information input to the device for the work being inspected, or information generated within the device, or information output from the device, and the judgment unit uses teacher data based on normal equipment-related information, which is equipment-related information when normal work is performed, and normal video, to judge whether the procedure of the work being inspected is correct for the inspection video and the equipment-related information.
かかる構成により、作業のために使用される装置に対して作業を行った場合の装置関連情報をも用いて、当該作業が正しく行われているか否かを判断できる。 With this configuration, it is possible to determine whether the work is being performed correctly by also using device-related information when work is performed on the device used for that work.
また、本第十一の発明の検査装置は、第十の発明に対して、正常作業が行われた場合の装置関連情報である正常装置関連情報が格納される正常装置関連情報格納部をさらに具備し、判断部は、装置関連情報取得部が取得した装置関連情報と正常装置関連情報とを用いて、検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する第一判断手段と、第一判断手段における判断結果が正しいとの判断である場合に、正常動画に基づく教師データを用いて、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する第二判断手段とを具備する検査装置である。 The inspection device of the eleventh invention, compared to the tenth invention, further includes a normal device-related information storage unit in which normal device-related information, which is device-related information when normal work is performed, is stored, and the judgment unit includes a first judgment means for judging whether the procedure of the work to be inspected is correct using the device-related information and normal device-related information acquired by the device-related information acquisition unit, and a second judgment means for judging whether the procedure of the work to be inspected for the inspection video is correct using teacher data based on the normal video when the judgment result of the first judgment means is that the procedure is correct.
かかる構成により、装置関連情報を用いた判断を行った後に、かかる判断が正常である場合のみ、検査画像を用いた判断を行う結果、精度高く、効率的に作業の正常性を判断できる。 With this configuration, after making a judgment using the device-related information, only if the judgment is normal is a judgment made using the inspection image, so that the normality of the work can be judged accurately and efficiently.
また、本第十二の発明の検査装置は、第十の発明に対して、正常作業が行われた場合の装置関連情報である正常装置関連情報が格納される正常装置関連情報格納部をさらに具備し、判断部は、正常動画に基づく教師データを用いて、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する第二判断手段と、第二判断手段における判断結果が正しいとの判断である場合に、装置関連情報取得部が取得した装置関連情報と正常装置関連情報とを用いて、検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する第一判断手段とを具備する検査装置である。 The inspection device of the twelfth invention is an inspection device further comprising a normal device-related information storage unit in which normal device-related information, which is device-related information when normal work is performed, is stored, and the judgment unit comprises a second judgment means for judging whether the procedure of the work to be inspected for the inspection video is correct using teacher data based on the normal video, and a first judgment means for judging whether the procedure of the work to be inspected is correct using the device-related information and normal device-related information acquired by the device-related information acquisition unit when the judgment result of the second judgment means is correct.
かかる構成により、検査画像を用いた判断を行った後に、かかる判断が正常である場合のみ、装置関連情報を用いた判断を行う結果、精度高く、効率的に作業の正常性を判断できる。 With this configuration, after making a judgment using the inspection image, only if the judgment is normal is a judgment made using the device-related information, so that the normality of the work can be judged accurately and efficiently.
また、本第十三の発明の検査装置は、第十の発明に対して、教師データは、2以上の各手順に対応する一のフィールドと正常装置関連情報と各手順を識別する手順識別子との組であり、2以上の教師データに対して機械学習のアルゴリズムにより学習処理を行い構成された学習器が格納される学習器格納部をさらに具備し、判断部は、検査動画取得部が取得した検査動画のうちの一のフィールドを取得し、一のフィールドと装置関連情報取得部が取得した装置関連情報と学習器とを用いて、機械学習の予測処理により、一のフィールドに対応する手順を識別する手順識別子を取得し、手順識別子がカレント手順識別子と一致するか否かを判断する、検査装置である。 The inspection device of the thirteenth invention is an inspection device according to the tenth invention, further comprising a learning device storage unit in which the teacher data is a set of one field corresponding to each of two or more procedures, normal device-related information, and a procedure identifier for identifying each procedure, and in which a learning device constructed by performing a learning process on the two or more teacher data using a machine learning algorithm is stored, and the judgment unit acquires one field of the inspection video acquired by the inspection video acquisition unit, and acquires a procedure identifier for identifying the procedure corresponding to the one field by machine learning prediction processing using the one field, the device-related information acquired by the device-related information acquisition unit, and the learning device, and judges whether the procedure identifier matches the current procedure identifier.
かかる構成により、作業のために使用される装置に対して作業を行った場合の装置関連情報をも用いて、機械学習のアルゴリズムにより、当該作業が正しく行われているか否かを判断できる。 With this configuration, the machine learning algorithm can be used to determine whether the work is being performed correctly, using device-related information when the work is performed on the device used for that work.
また、本第十四の発明の学習装置は、2以上の手順を有する正しい作業である正常作業が行われているところを撮影した動画である正常動画が格納される学習格納部と、2以上の手順ごとに、正常動画の中から、予め決められた条件を満たす1以上のフィールドを取得し、当該フィールドに対応する手順を識別する手順識別子と当該フィールドとの組である2以上の教師データを取得する教師データ取得部と、2以上の教師データに対して機械学習の学習処理を行い、学習器を取得し、学習器を蓄積する学習部とを具備する学習装置である。 The learning device of the fourteenth invention is a learning device that includes a learning storage unit that stores a normal video, which is a video captured of a normal task being performed, which is a correct task having two or more steps; a teacher data acquisition unit that acquires one or more fields that satisfy a predetermined condition from the normal video for each of the two or more steps, and acquires two or more teacher data that are pairs of a step identifier that identifies the step corresponding to the field and the field; and a learning unit that performs machine learning learning processing on the two or more teacher data, acquires a learner, and accumulates the learner.
かかる構成により、検査装置が使用できる学習器が得られる。 This configuration results in a learning device that can be used by inspection equipment.
また、本第十五の発明の学習装置は、2以上の手順を有する正しい作業である正常作業が行われているところを撮影した動画である正常動画と正常作業が行われた場合の装置関連情報である正常装置関連情報とに基づく1以上の教師データが格納される教師データ格納部と、2以上の手順ごとに、正常動画の中から、予め決められた条件を満たす1以上のフィールドと正常装置関連情報と手順識別子との組である2以上の教師データを取得する教師データ取得部と、2以上の教師データを用いて、機械学習の学習処理を行い、学習器を取得し、当該学習器を蓄積する学習部とを具備する学習装置である。 The learning device of the fifteenth invention is a learning device that includes a teacher data storage unit that stores one or more teacher data based on a normal video, which is a video captured of a normal operation, which is a correct operation having two or more steps, being performed, and normal device-related information, which is device-related information when the normal operation is performed; a teacher data acquisition unit that acquires, for each of the two or more steps, two or more teacher data that are a combination of one or more fields that satisfy a predetermined condition, normal device-related information, and a step identifier from the normal video; and a learning unit that performs a machine learning learning process using the two or more teacher data, acquires a learner, and accumulates the learner.
かかる構成により、検査装置が使用できる学習器が得られる。 This configuration results in a learning device that can be used by inspection equipment.
本発明による検査装置によれば、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、当該作業が正しく行われているか否かを判断できる。 The inspection device of the present invention can photograph a task that has two or more steps and determine whether the task is being performed correctly.
以下、検査装置等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。 Embodiments of the inspection device and the like will be described below with reference to the drawings. Note that components with the same reference numerals in the embodiments perform similar operations, and therefore may not be described again.
(実施の形態1)
本実施の形態において、2以上の手順を有する一連の作業を行っている際に撮影した検査動画と、規範となる教師データとを用いて、作業が予定されている手順通りに行われているか否かを検査し、検査結果を出力する検査装置について説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, an inspection device is described that uses an inspection video captured during a series of tasks having two or more steps and normative teacher data to inspect whether the tasks are being performed according to the planned steps and outputs the inspection results.
また、本実施の形態において、作業中に検査動画を順次受け付け、リアルタイムに、作業が予定されている手順通りに行われているか否かを検査する検査装置について説明する。 In this embodiment, we also describe an inspection device that sequentially accepts inspection videos during work and checks in real time whether the work is being performed according to the planned procedure.
また、本実施の形態において、2以上の各手順に対応する1または2以上のフィールドを用いて検査する検査装置について説明する。 In addition, in this embodiment, an inspection device that performs inspections using one or more fields corresponding to two or more procedures will be described.
また、本実施の形態において、作業が予定されている手順通りに行われているか否かを検査のために、機械学習のアルゴリズムを用いる検査装置について説明する。 In this embodiment, we also describe an inspection device that uses a machine learning algorithm to check whether work is being performed according to the planned procedure.
また、本実施の形態において、2以上の手順を有する一連の作業の検査動画から、検査に使用するフィールドを選択する際に、機械学習のアルゴリズムを用いる検査装置について説明する。 In addition, in this embodiment, an inspection device that uses a machine learning algorithm when selecting fields to be used for inspection from an inspection video of a series of tasks having two or more steps is described.
図1は、本実施の形態における検査システムAの概念図である。検査システムAは、1または2以上のカメラ1、および検査装置2を備える。 Figure 1 is a conceptual diagram of an inspection system A in this embodiment. The inspection system A includes one or more cameras 1 and an inspection device 2.
カメラ1は、2以上の手順を有する一連の作業を撮影し、検査動画を取得する。検査動画とは、検査の対象の動画である。検査とは、2以上の手順を有する一連の作業が予定されている手順通りに行われているか否かの検査である。なお、カメラ1は、固定されていても良いし、移動体に設置されている等、動く環境に置かれていても良い。 Camera 1 captures a series of tasks having two or more steps and obtains an inspection video. An inspection video is a video of the object of inspection. The inspection is an inspection to see whether a series of tasks having two or more steps is being performed according to the planned steps. Note that camera 1 may be fixed, or may be placed in a moving environment, such as being installed on a moving object.
検査装置2は、カメラ1が取得した検査動画を検査し、2以上の手順を有する一連の作業が予定されている手順通りに行われているか否かを検査し、検査結果を出力する装置である。検査装置2は、例えば、いわゆるパーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン、サーバ等であり、その種類は問わないサーバは、例えば、クラウドサーバ、ASPサーバであり、その種類は問わない。 The inspection device 2 is a device that inspects the inspection video captured by the camera 1, inspects whether a series of tasks having two or more steps is being performed according to the planned steps, and outputs the inspection results. The inspection device 2 is, for example, a so-called personal computer, a tablet terminal, a smartphone, a server, etc., and the type does not matter. The server is, for example, a cloud server or an ASP server, and the type does not matter.
なお、カメラ1と検査装置2とは一体化された一の装置でも良い。かかる装置は、例えば、例えば、カメラ付きのタブレット端末やスマートフォンである。 The camera 1 and the inspection device 2 may be integrated into a single device. Such a device may be, for example, a tablet terminal or a smartphone equipped with a camera.
図2は、本実施の形態における検査システムAのブロック図である。検査装置2は、格納部21、処理部22、および出力部23を備える。
Figure 2 is a block diagram of the inspection system A in this embodiment. The inspection device 2 includes a
格納部21は、教師データ格納部211、学習器格納部212、閾値格納部213、およびカレント手順格納部214を備える。処理部22は、検査動画取得部221、および判断部222を備える。判断部222は、検査画像取得手段2221および判断手段2222を備える。
The
カメラ1は、2以上の手順を有する検査対象の作業である検査対象作業が行われているところを撮影し、動画を取得する。動画は、通常、検査動画である。また、検査対象作業が行われているところとは、作業者を含む映像でも、作業者を含まない映像でも良い。カメラ1の設置場所は、各手順における作業の結果が良く撮影できる場所であることは好適である。なお、手順は、ステップ等と言っても良い。なお、作業者は、人でも装置でも良い。装置は、例えば、ロボット、パソコンである。ロボットは、何らかの物品の製造に使用される産業用ロボットでも良いし、人型ロボット等でも良く、その種類は問わない。 Camera 1 captures images of the work to be inspected, which is work to be inspected that has two or more steps, and obtains a video. The video is usually an inspection video. The work to be inspected may be video that includes or does not include a worker. It is preferable that camera 1 is installed in a location where the results of the work in each step can be captured well. The steps may also be referred to as steps, etc. The worker may be a person or a device. The device is, for example, a robot or a computer. The robot may be an industrial robot used in the manufacture of some kind of item, or it may be a humanoid robot, etc., and the type is not important.
検査装置2を構成する格納部21には、各種の情報が格納される。各種の情報とは、例えば、後述する教師データ、後述する学習器、後述する閾値、後述するカレント手順識別子、手順情報である。
Various types of information are stored in the
手順情報は、作業を構成する2以上の手順を特定する情報である。手順情報は、例えば、2以上の手順識別子を手順の順に有する。手順識別子は、手順を識別する情報である。手順識別子は、例えば、ID、手順名である。手順情報は、例えば、手順の順番を示す情報と手順識別子との組を2組以上有する。例えば、ラーメンを作成する作業の手順情報は、例えば、「スープを入れる,麺を入れる,具(ネギなど)を入れる」「(1,スープを入れる)(2,麺を入れる)(3,具を入れる)」である。 Procedure information is information that specifies two or more procedures that make up a task. Procedure information has, for example, two or more procedure identifiers in the order of the procedures. The procedure identifier is information that identifies a procedure. The procedure identifier is, for example, an ID or a procedure name. Procedure information has, for example, two or more pairs of information indicating the order of the procedures and the procedure identifier. For example, procedure information for the task of making ramen is, for example, "Pour in the soup, pour in the noodles, pour in the toppings (such as green onions)" and "(1, pour in the soup) (2, pour in the noodles) (3, pour in the toppings)."
教師データ格納部211には、2以上の教師データが格納される。教師データは、検査動画の一部または全部との対比に使用される情報である。教師データは、通常、正常動画に基づくデータ(適宜、正例と言う。)である。正常動画とは、正常作業が行われているところを撮影した動画である。正常作業とは、2以上の手順を有する正しい作業である。正常動画に基づくデータとは、正常動画を用いて取得される情報である。教師データは、例えば、正常動画を構成する1または2以上のフィールドを含む。
Two or more pieces of teacher data are stored in the teacher
教師データ格納部211には、通常、手順ごとに、1以上の教師データが存在する。手順ごとの教師データは、通常、手順識別子に対応付いている。教師データは、例えば、手順を代表する一つのフィールド(代表フィールドと言っても良い)である。教師データは、例えば、各手順に対応する2以上のフィールドである。教師データは、例えば、各手順に対応する正常シーン動画である。正常シーン動画は、一の手順の最初から最後までを撮影した動画である。教師データは、手順識別子を有しても良い。教師データは、手順識別子に対応付いていても良い。なお、手順識別子に対応付いていることは、手順識別子を有することである、と考えても良い。
The teacher
1以上の教師データは、正常ではない作業を撮影した動画である異常動画に基づくデータ(適宜、負例と言う。)を含んでも良い。負例は、異常動画を用いて取得される情報である。負例は、例えば、異常動画を構成する1または2以上のフィールドを含む。負例は、例えば、正常ではない作業であることを示すフラグを含んでも良い。負例は、例えば、手順識別子を有しても良いし、手順識別子に対応付いていても良い。 The one or more pieces of training data may include data based on an abnormal video, which is a video of an abnormal task (referred to as a negative example, as appropriate). A negative example is information obtained using an abnormal video. A negative example includes, for example, one or more fields that make up an abnormal video. A negative example may include, for example, a flag indicating that the task is abnormal. A negative example may have, for example, a procedure identifier, or may be associated with a procedure identifier.
なお、作業者がロボット、パソコン等の装置である場合、正常動画は、装置が行う正常な動作を、図示しないシミュレーション装置がシミュレーションを行い、その結果である動画を記録した情報であっても良い。また、異常動画は、装置が行い得る異常な動作を図示しないシミュレーション装置がシミュレーションを行い、その結果である動画を記録した情報であっても良い。なお、装置Cが行い得る動作をシミュレーションし、シミュレーション結果を出力するシミュレーション装置は、公知技術であるので、詳細な説明を省略する。 When the worker is a device such as a robot or a personal computer, the normal video may be information in which a simulation device (not shown) simulates normal operations performed by the device and records the resulting video. The abnormal video may be information in which a simulation device (not shown) simulates abnormal operations that may be performed by the device and records the resulting video. Note that a simulation device that simulates operations that may be performed by device C and outputs the simulation results is a publicly known technology, so a detailed description will be omitted.
学習器格納部212には、教師データ格納部211に加えて、または教師データ格納部211に代えて、第一学習器が格納される。また、学習器格納部212には、第二学習器が格納されていても良い。
The learning
第一学習器は、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する場合に使用される学習器である。第一学習器は、2以上の教師データを機械学習のアルゴリズムにより学習処理を行い構成された学習器である。学習器は、分類器やモデル等と言っても良い。 The first learning device is a learning device used when determining whether or not the procedure of the work to be inspected for the inspection video is correct. The first learning device is a learning device configured by performing a learning process on two or more pieces of teacher data using a machine learning algorithm. The learning device may also be called a classifier, a model, etc.
学習器格納部212には、手順ごとに、第一学習器が存在しても良い。つまり、2以上の各第一学習器は、手順識別子に対応付いていても良い。
The learning
第二学習器は、検査対象作業の手順が正しいか否かを判断するために使用するフィールドを、検査動画の中から選択するための学習器である。第二学習器は、例えば、1または2以上の検査選択正例フィールドと1または2以上の検査選択負例フィールドとを機械学習のアルゴリズムにより学習処理を行い構成された学習器である。なお、検査選択正例フィールドとは、検査対象作業の手順が正しいか否かを判断するために使用されるフィールドである。検査選択正例フィールドは、検査のための使用されるフィールドである。また、検査選択負例フィールドとは、検査対象作業の手順が正しいか否かを判断するために使用されないフィールドである。検査選択負例フィールドは、検査のための使用されないフィールドである。検査選択正例フィールドと検査選択負例フィールドとは、例えば、正常動画または/および異常動画の中から、人手により選択されたフィールドである。 The second learning device is a learning device for selecting a field from the inspection video to be used for determining whether the procedure of the work to be inspected is correct or not. The second learning device is, for example, a learning device configured by performing a learning process on one or more inspection selection positive example fields and one or more inspection selection negative example fields using a machine learning algorithm. The inspection selection positive example field is a field used for inspection. The inspection selection negative example field is a field not used for determining whether the procedure of the work to be inspected is correct or not. The inspection selection negative example field is a field not used for inspection. The inspection selection positive example field and the inspection selection negative example field are, for example, fields manually selected from normal videos and/or abnormal videos.
また、第一学習器、第二学習器は、後述する学習装置3が取得した学習器であることは好適である。 Furthermore, it is preferable that the first learning device and the second learning device are learning devices acquired by the learning device 3 described below.
また、機械学習のアルゴリズムは、例えば、深層学習、ランダムフォレスト、決定木、SVM等である。ただし、機械学習のアルゴリズムは、問わない。機械学習のアルゴリズムは問わないことは、学習処理においても、予測処理においても同様である。 Furthermore, examples of machine learning algorithms include deep learning, random forests, decision trees, SVMs, etc. However, the type of machine learning algorithm is not important. The fact that the type of machine learning algorithm is not important applies to both the learning process and the prediction process.
閾値格納部213には、教師データとの類似度に関する閾値が格納される。例えば、検査動画から取得されたフィールドと一の手順の教師データとの類似度が閾値以上または閾値より大きい場合、検査動画から取得されたフィールドに対応する手順が一の手順である、と決定される。なお、閾値は、手順ごとに格納されていても良い。つまり、1以上の各閾値は、手順識別子に対応付いていても良い。
The
カレント手順格納部214には、カレント手順識別子が格納される。カレント手順識別子とは、2以上の手順のうちの、現在の検査対象の手順を識別する情報である。手順情報が、例えば、「スープを入れる,麺を入れる,具を入れる」である場合、カレント手順識別子は、例えば、「スープを入れる」である。また、手順情報が、例えば、「(1,スープを入れる)(2,麺を入れる)(3,具を入れる)」である場合、カレント手順識別子は、例えば、「1」または「スープを入れる」である。
The current
処理部22は、各種の処理を行う。各種の処理は、例えば、検査動画取得部221、判断部222が行う処理である。
The
検査動画取得部221は、検査動画を取得する。検査動画は、検査対象作業が行われているところを撮影した動画である。検査対象作業は、2以上の手順を有する検査の対象の作業である。検査対象作業は、例えば、料理(例えば、ラーメン)の作成の作業、製品の製造作業である。検査動画取得部221は、例えば、検査対象作業が行われているところを撮影しているカメラ1から動画を受信する。検査動画取得部221は、例えば、検査対象作業が行われているところを撮影しているカメラ1が図示しない記録媒体に蓄積した検査画像を読み出す。
The inspection
検査動画取得部221は、検査対象作業が行われている状況において、検査動画を順次、取得することは好適である。つまり、検査動画取得部221は、検査対象作業が行われている最中に、順次、リアルタイムに、検査動画を取得することは好適である。
It is preferable that the inspection
判断部222は、正常動画に基づく教師データを用いて、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する。なお、正常動画とは、正常作業が行われているところを撮影した動画である。また、正常作業は、2以上の手順を有する正しい作業である。検査動画とは、検査の対象の動画である。検査対象作業は、検査の対象の作業である。
The
判断部222は、検査動画取得部221が順次取得した検査動画が有する1または2以上のフィールドに対して、現在、行われるべき手順に対応する作業が行われている否かを、教師データのうちの、現在、行われるべき手順に対応する教師データを用いて判断する。なお、フィールドは、動画のうちの一の静止画であり、フレームや静止画と言っても良い。また、行われるべき手順に対応する教師データとは、カレント手順識別子と対になる教師データである。
The
判断部222は、検査動画から予め決められた条件を満たす一部のフィールドであり、1以上のフィールドを取得し、当該1以上のフィールドと、教師データとを用いて、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する。
The
つまり、判断部222は、例えば、検査動画が有する1以上のフィールドと教師データとを用いて、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する判断処理を行う。また、判断処理の前処理として、判断部222は、通常、検査動画から予め決められた条件を満たす一部のフィールドを取得するフィールド取得処理を行う。
In other words, the
また、予め決められた条件は、例えば、画像認識により予め決められたオブジェクト(例えば、ラーメンの鉢)が認識されることである。また、予め決められた条件は、例えば、機械学習の予測処理により、手順が正しいか否かを判断するために利用する、と判断されることである。 The predetermined condition is, for example, that a predetermined object (e.g., a ramen bowl) is recognized by image recognition. The predetermined condition is, for example, that a machine learning prediction process is used to determine whether or not a procedure is correct.
判断部222を構成する検査画像取得手段2221は、フィールド取得処理を行う。
The inspection image acquisition means 2221 that constitutes the
検査画像取得手段2221は、例えば、検査動画取得部221が取得した検査動画のうちの一のフィールドを取得する。一のフィールドは、予め決められた条件を満たすフィールドであることは好適である。予め決められた条件は、例えば、人の手とラーメンの鉢の枠とが被っていないこと、フィールドの中に鉢が存在することである。
The inspection image acquisition means 2221 acquires, for example, one field of the inspection video acquired by the inspection
検査画像取得手段2221は、例えば、検査動画取得部221が取得した検査動画のうちの2以上のフィールドを取得する。2以上のフィールドは、予め決められた条件を満たすフィールドであることは好適である。予め決められた条件は、例えば、人の手とラーメンの鉢の枠とが被っていないこと、フィールドの中に鉢が存在することである。
The inspection image acquisition means 2221, for example, acquires two or more fields from the inspection video acquired by the inspection
検査画像取得手段2221が行うフィールド取得処理は、例えば、以下の2つのうちのいずれかである。
(1)画像認識による方法
The field acquisition process performed by the inspection
(1) Image recognition method
検査画像取得手段2221は、検査動画が有する各フィールドに対して、予め決められたオブジェクト(例えば、ラーメンの鉢)を有するか否かを画像認識により判断する。そして、検査画像取得手段2221は、予め決められたオブジェクトを有する2以上のフィールドを取得する。なお、2以上のフィールドとは、2以上の各手順ごとの、1以上のフィールドである。また、かかる画像認識技術は、公知技術であるので、詳細な説明は省略する。 The inspection image acquisition means 2221 uses image recognition to determine whether or not each field in the inspection video contains a predetermined object (e.g., a ramen bowl). Then, the inspection image acquisition means 2221 acquires two or more fields that contain the predetermined object. Note that two or more fields means one or more fields for each of two or more steps. Also, since this image recognition technology is publicly known, detailed explanation will be omitted.
検査画像取得手段2221は、例えば、手順に関わらず、予め決められたオブジェクト(例えば、ラーメンの鉢)を有するか否かを画像認識により判断する。 The inspection image acquisition means 2221, for example, determines whether or not a predetermined object (e.g., a ramen bowl) is present through image recognition, regardless of the procedure.
検査画像取得手段2221は、例えば、手順ごとに、カレント手順識別子で識別される手順に対応するシーンの動画が有する各フィールドに対して、異なるオブジェクトを有するか否かを画像認識により判断する。
(2)機械学習による方法
For example, the inspection
(2) Machine learning method
検査画像取得手段2221は、例えば、検査動画が有する各フィールドに対して、機械学習の予測処理による使用可否判断を行い、使用可否判断の結果が、使用するとの判断結果に対応する1以上のフィールドを取得する。 The inspection image acquisition means 2221, for example, performs a usability determination for each field in the inspection video using machine learning prediction processing, and acquires one or more fields that correspond to the usability determination result of the usability determination.
なお、使用可否判断とは、第二学習器を用いて、機械学習の予測処理を行い、使用するか使用しないかのいずれかの予測結果を取得する処理である。また、第二学習器は、正しい手順であるか否かを判断するためのフィールドとして使用するか否かを判断するための学習器である。 The use/non-use judgment is a process of performing a machine learning prediction process using a second learning device and obtaining a prediction result of whether or not to use the device. The second learning device is a learning device for judging whether or not to use the device as a field for judging whether or not the procedure is correct.
検査画像取得手段2221は、例えば、手順に関わらず、一の第二学習器を用いて、検査動画が有する各フィールドに対して、使用可否判断を行い、使用可否判断の結果が、使用するとの判断結果に対応する1以上のフィールドを取得する。 The inspection image acquisition means 2221, for example, uses one second learning device regardless of the procedure to determine whether each field in the inspection video can be used, and acquires one or more fields that correspond to the result of the usability determination that the field can be used.
検査画像取得手段2221は、例えば、手順ごとに、カレント手順識別子と対になる第二学習器を用いて、検査動画が有する各フィールドに対して、使用可否判断を行い、使用可否判断の結果が、使用するとの判断結果に対応する1以上のフィールドを取得する。 The inspection image acquisition means 2221, for example, for each step, uses a second learning device that is paired with the current step identifier to determine whether each field in the inspection video can be used, and acquires one or more fields that correspond to the result of the usability determination that the field can be used.
上記の(1)または(2)の前処理として、検査動画から、手順ごとの部分動画(シーン)を検知しても良い。シーンの検知とは、シーンの区切りの検知である。検査画像取得手段2221は、例えば、動画の中のフィールドが予め決められたシーン区切条件を満たすか否かを判断する。シーン区切条件を満たす場合、そのフィールドがシーンの開始フィールドであると判断する。そして、シーンの開始フィールドの直前のフィールドが、前のシーンの終了フィールドである。 As a preprocessing step of (1) or (2) above, partial videos (scenes) for each step may be detected from the inspection video. Scene detection means detecting scene divisions. The inspection image acquisition means 2221, for example, determines whether a field in the video satisfies a predetermined scene division condition. If the scene division condition is satisfied, the field is determined to be the start field of a scene. Then, the field immediately before the start field of a scene is the end field of the previous scene.
シーン区切条件とは、例えば、直前のフィールドと現在の着目するフィールドとの類似度が閾値以下であること、直前のフィールドと現在の着目するフィールドとの差異に基づいて取得された動きベクトルの大きさが閾値以上であること、画像認識処理によりシーンの区切りに対応するオブジェクトが認識できることである。なお、動画の中のシーン分割の技術は、種々の公知技術が利用可能である。 The scene division conditions are, for example, that the similarity between the immediately preceding field and the current field of interest is below a threshold, that the magnitude of the motion vector obtained based on the difference between the immediately preceding field and the current field of interest is above a threshold, and that an object corresponding to the scene division can be recognized by image recognition processing. Note that various publicly known techniques can be used to divide scenes in video.
判断手段2222は、判断処理を行う。判断処理は、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する処理である。判断処理において、判断手段2222は、各手順ごとに、検査画像取得手段2221が取得した一のフィールドを用いる場合と、2以上のフィールドを用いる場合とがある。 The judgment means 2222 performs judgment processing. The judgment processing is processing for judging whether or not the procedure of the work to be inspected for the inspection video is correct. In the judgment processing, the judgment means 2222 may use one field acquired by the inspection image acquisition means 2221 for each procedure, or may use two or more fields.
つまり、判断手段2222は、例えば、検査画像取得手段2221が取得した一のフィールドとカレント手順識別子に対応する一のフィールド(教師データ)とを用いて、検査画像取得手段2221が取得した一のフィールドに対応する手順が、カレント手順識別子で識別される手順であるか否かを判断する。 In other words, the judgment means 2222, for example, uses a field acquired by the inspection image acquisition means 2221 and a field (teacher data) corresponding to the current procedure identifier to judge whether the procedure corresponding to the field acquired by the inspection image acquisition means 2221 is a procedure identified by the current procedure identifier.
また、判断手段2222は、検査画像取得手段2221が取得した2以上のフィールドとカレント手順識別子に対応する2以上のフィールドとを用いて、検査画像取得手段2221が取得した2以上のフィールドに対応する手順が、カレント手順識別子で識別される手順であるか否かを判断する。 The judgment means 2222 also uses the two or more fields acquired by the inspection image acquisition means 2221 and the two or more fields corresponding to the current procedure identifier to judge whether the procedure corresponding to the two or more fields acquired by the inspection image acquisition means 2221 is a procedure identified by the current procedure identifier.
判断手段2222が行う判断処理の例は、以下の2つである。
(1)機械学習による場合
The determining
(1) Machine learning
判断手段2222は、例えば、検査画像取得手段2221が取得した一のフィールドと第一学習器とを用いて、機械学習の予測処理を行い、一のフィールドに対応する手順識別子を取得する。次に、判断手段2222は、取得した手順識別子が、カレント手順格納部214のカレント手順識別子と一致するか否かを判断する。一致しない場合、判断手段2222は、エラーの判断結果を取得する。なお、エラーの判断結果とは、手順が異なるとの判断結果である。なお、かかる第一学習器は、一のフィールドと共に、機械学習の予測処理を行うモジュールに与えられ、当該モジュールの実行により、手順識別子が取得されるための学習器である。また、予測処理の結果、カレント手順識別子と一致するとの判断の場合、判断手段2222は、カレント手順格納部214のカレント手順識別子を次の手順の手順識別子に書き換える。なお、判断手段2222は、格納部21の手順情報を参照して、カレント手順識別子を次の手順の手順識別子を取得する。カレント手順識別子と一致するとの判断の場合、カレント手順識別子で識別される手順が行われたことである。
The judgment means 2222 performs a machine learning prediction process using, for example, a field acquired by the inspection image acquisition means 2221 and a first learning device, and acquires a procedure identifier corresponding to the one field. Next, the judgment means 2222 judges whether the acquired procedure identifier matches the current procedure identifier in the current
判断手段2222は、検査画像取得手段2221が取得した2以上のフィールドと第一学習器とを用いて、機械学習のアルゴリズムにより予測処理を行い、2以上のフィールドに対応する手順識別子を取得する。次に、判断手段2222は、取得した手順識別子がカレント手順識別子と一致するか否かを判断する。一致しない場合、判断手段2222は、エラーの判断結果を取得する。なお、かかる第一学習器は、2以上のフィールドと共に、機械学習の予測処理を行うモジュールに与えられ、当該モジュールの実行により、手順識別子が取得されるための学習器である。また、予測処理の結果、カレント手順識別子と一致するとの判断の場合、判断手段2222は、カレント手順格納部214のカレント手順識別子を次の手順の手順識別子に書き換える。なお、判断手段2222は、格納部21の手順情報を参照して、カレント手順識別子を次の手順の手順識別子を取得する。また、モジュールとは、実行モジュールでも、関数でも、メソッド等でも良い。
The judgment means 2222 performs prediction processing by a machine learning algorithm using the two or more fields acquired by the inspection image acquisition means 2221 and the first learning device, and acquires a procedure identifier corresponding to the two or more fields. Next, the judgment means 2222 judges whether the acquired procedure identifier matches the current procedure identifier. If they do not match, the judgment means 2222 acquires an error judgment result. Note that the first learning device is given to a module that performs machine learning prediction processing together with the two or more fields, and is a learning device for acquiring a procedure identifier by executing the module. Also, if it is determined that the result of the prediction processing matches the current procedure identifier, the judgment means 2222 rewrites the current procedure identifier in the current
判断手段2222は、カレント手順識別子で識別される手順において、当該手順が行われたと判断した後に、同一の手順に対応する手順識別子を取得した場合に、エラーとしないことは好適である。 It is preferable that the judgment means 2222 does not judge an error when it judges that a procedure identified by the current procedure identifier has been performed and then acquires a procedure identifier corresponding to the same procedure.
また、判断手段2222は、カレント手順識別子で識別される手順において、当該手順が行われたと判断した場合、カレント手順識別子を次の手順の手順識別子で上書きする。
(2)フィールドの類似度を用いる場合
Furthermore, when the determining
(2) When using field similarity
判断手段2222は、2以上の各手順に対応するフィールド(教師データ)と、検査画像取得手段2221が取得した、手順ごとの一のフィールドとの類似度を算出し、当該類似度を用いて、検査画像取得手段2221が取得した一のフィールドに対応する手順が、カレント手順識別子で識別される手順であるか否かを判断する。カレント手順識別子で識別される手順である場合、当該手順が行われたことである。なお、2つのフィールドの類似度を算出する処理は公知技術であるので、詳細な説明を省略する。 The determination means 2222 calculates the similarity between the fields (teacher data) corresponding to each of two or more procedures and one field for each procedure acquired by the test image acquisition means 2221, and uses the similarity to determine whether the procedure corresponding to the one field acquired by the test image acquisition means 2221 is a procedure identified by the current procedure identifier. If it is a procedure identified by the current procedure identifier, this means that the procedure has been performed. Note that the process of calculating the similarity between two fields is a publicly known technique, so a detailed explanation will be omitted.
判断手段2222は、例えば、検査画像取得手段2221が取得した、カレントの手順の一のフィールドと、カレント手順識別子に対応するフィールド(教師データ)との類似度を算出する。また、判断手段2222は、例えば、検査画像取得手段2221が取得した、カレントの手順の一のフィールドと、カレント以降の各手順の手順識別子に対応するフィールド(教師データ)との類似度を算出する。そして、判断手段2222は、算出した2以上の類似度を比較し、カレント手順識別子に対応するフィールド(教師データ)との類似度が最大であるか否かを判断する。最大でなければ、判断手段2222は、手順が異なるとの判断結果を取得する。 The judgment means 2222, for example, calculates the similarity between a field of the current procedure acquired by the inspection image acquisition means 2221 and a field (teacher data) corresponding to the current procedure identifier. The judgment means 2222 also calculates the similarity between a field of the current procedure acquired by the inspection image acquisition means 2221 and a field (teacher data) corresponding to the procedure identifiers of each procedure after the current procedure. The judgment means 2222 then compares the two or more calculated similarities and judges whether the similarity with the field (teacher data) corresponding to the current procedure identifier is the maximum. If it is not the maximum, the judgment means 2222 obtains a judgment result that the procedures are different.
なお、判断手段2222は、カレント手順識別子に対応するフィールド(教師データ)との類似度が閾値以下または閾値より小さい場合、エラーの判断結果を取得する。 In addition, if the similarity with the field (teacher data) corresponding to the current procedure identifier is equal to or less than the threshold, the judgment means 2222 obtains an error judgment result.
判断手段2222は、カレント手順識別子で識別される手順において、当該手順が行われたと判断した後に、同一の手順に対応する手順識別子を取得した場合に、エラーとしないことは好適である。 It is preferable that the judgment means 2222 does not judge an error when it determines that a procedure identified by the current procedure identifier has been performed and then acquires a procedure identifier corresponding to the same procedure.
また、判断手段2222は、カレント手順識別子で識別される手順において、当該手順が行われたと判断した場合、カレント手順識別子を次の手順の手順識別子で上書きする。 In addition, when the judgment means 2222 judges that the procedure identified by the current procedure identifier has been performed, it overwrites the current procedure identifier with the procedure identifier of the next procedure.
出力部23は、判断部222の判断結果に関する判断結果情報を出力する。判断結果情報は、例えば、「正常」「エラー」である。ここで、出力とは、ディスプレイへの表示、プロジェクターを用いた投影、プリンタでの印字、音出力、外部の装置への送信、記録媒体への蓄積、他の処理装置や他のプログラムなどへの処理結果の引渡しなどを含む概念である。
The
格納部21、教師データ格納部211、学習器格納部212、閾値格納部213、およびカレント手順格納部214は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。
The
格納部21等に情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して情報が格納部21等で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された情報が格納部21等で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された情報が格納部21等で記憶されるようになってもよい。
The process by which information is stored in the
処理部22、検査動画取得部221、判断部222、検査画像取得手段2221、および判断手段2222は、通常、プロセッサやメモリ等から実現され得る。処理部22等の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはROM等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア(専用回路)で実現しても良い。なお、プロセッサは、CPU、MPU、GPU等、問わない。
The
出力部23は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。出力部23は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。
The
次に、検査システムAの動作例について説明する。まず、カメラ1の動作について説明する。カメラ1は、2以上の手順を有する検査対象作業が行われているところを撮影し、リアルタイムで、取得した画像を検査装置2に送信する。なお、カメラ1は、取得した画像を、検査装置2がアクセス可能な記録媒体に蓄積しても良い。 Next, an example of the operation of inspection system A will be described. First, the operation of camera 1 will be described. Camera 1 captures an image of an inspection target work having two or more steps being performed, and transmits the acquired images to inspection device 2 in real time. Camera 1 may also store the acquired images in a recording medium accessible by inspection device 2.
次に、検査装置2の動作例について、図3のフローチャートを用いて説明する。 Next, an example of the operation of the inspection device 2 will be described using the flowchart in Figure 3.
(ステップS301)処理部22は、検査を開始するか否かを判断する。検査を開始する場合はステップS302に行き、検査を開始しない場合はステップS301に戻る。
(Step S301) The
(ステップS302)処理部22は、カウンタiに1を代入する。
(Step S302) The
(ステップS303)処理部22は、格納部21の手順情報を参照し、i番目の手順が存在するか否かを判断する。i番目の手順が存在する場合はステップS304に行き、i番目の手順が存在しない場合はステップS308に行く。なお、ここで、処理部22は、カレント手順格納部214のカレント手順識別子を、i番目の手順の手順識別子に書き換えることは好適である。
(Step S303) The
(ステップS304)検査動画取得部221は、フィールド取得処理を行う。フィールド取得処理の例について、図4のフローチャートを用いて説明する。
(Step S304) The inspection
(ステップS305)判断手段2222は、判断処理を行う。判断処理の例について、図5、図6、図7、および図8のフローチャートを用いて説明する。 (Step S305) The determination means 2222 performs a determination process. An example of the determination process is described using the flowcharts in Figures 5, 6, 7, and 8.
(ステップS306)処理部22は、ステップS305における判断処理の結果が、「正常」であるか「エラー」であるかを判断する。「正常」である場合はステップS307に行き、「エラー」である場合はステップS309に行く。
(Step S306) The
(ステップS307)処理部22は、カウンタiを1、インクリメントする。ステップS303に戻る。
(Step S307) The
(ステップS308)判断部222は、判断結果情報に値「正常」を代入する。ステップS310に行く。
(Step S308) The
(ステップS309)判断部222は、判断結果情報に値「エラー」を代入する。
(Step S309) The
(ステップS310)出力部23は、判断結果情報を出力する。ステップS301に戻る。
(Step S310) The
なお、図3のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。 In the flowchart in Figure 3, processing ends when the power is turned off or an interrupt occurs to end processing.
また、図3のフローチャートにおいて、iのインクリメントに従って、カレント手順格納部214のカレント手順識別子が次の手順識別子に更新される。
In addition, in the flowchart of FIG. 3, the current procedure identifier in the current
次に、ステップS304のフィールド取得処理の例について、図4のフローチャートを用いて説明する。 Next, an example of the field acquisition process in step S304 will be described using the flowchart in FIG.
(ステップS401)検査動画取得部221は、検査対象候補のフィールドを取得したか否かを判断する。例えば、検査動画取得部221は、検査対象候補のフィールドをカメラ1から受信したか否かを判断する。検査対象候補のフィールドを取得した場合はステップS402に行き、検査対象候補のフィールドを取得しなかった場合はステップS401に戻る。なお、検査動画取得部221は、例えば、カメラ1が撮影した検査動画を構成するフィールドを順次、受信することは好適である。また、検査動画取得部221は、例えば、図示しない記録媒体の中の動画のフィールドを順次、読み出すことは好適である。
(Step S401) The inspection
(ステップS402)検査画像取得手段2221は、ステップS401で取得したフィールドが検査対象のフィールドであるか否かを判断する。検査対象のフィールドである場合はステップS403に行き、検査対象のフィールドでない場合はステップS401に戻る。 (Step S402) The inspection image acquisition means 2221 determines whether the field acquired in step S401 is a field to be inspected. If it is a field to be inspected, the process proceeds to step S403, and if it is not a field to be inspected, the process returns to step S401.
なお、検査画像取得手段2221は、例えば、上述したフィールド取得処理の(1)画像認識による方法、または(2)機械学習による方法により判断する。また、2以上のフィールドを取得する場合、検査画像取得手段2221は、例えば、取得した最初のフィールドと予め決められた関係のあるフィールドを検査対象のフィールドであると判断する。なお、予め決められた関係のあるフィールドは、例えば、検査対象のフィールドであると最初に判断されたフィールドから、閾値以内の時間の中で連続する1以上のフィールドである。予め決められた関係のあるフィールドは、例えば、検査対象のフィールドであると最初に判断されたフィールドと類似度が閾値以上または閾値より大きいフィールドである。 The inspection image acquisition means 2221 makes the determination, for example, by the above-mentioned field acquisition process (1) using a method based on image recognition or (2) using a method based on machine learning. When acquiring two or more fields, the inspection image acquisition means 2221 determines, for example, a field that has a predetermined relationship with the first acquired field to be the field to be inspected. Note that a field with a predetermined relationship is, for example, one or more consecutive fields within a time period within a threshold from the field that was initially determined to be the field to be inspected. A field with a predetermined relationship is, for example, a field whose similarity to the field that was initially determined to be the field to be inspected is equal to or greater than a threshold.
(ステップS403)検査画像取得手段2221は、ステップS401で取得された当該一のフィールドを取得し、図示しないバッファに一時蓄積する。 (Step S403) The inspection image acquisition means 2221 acquires the field acquired in step S401 and temporarily stores it in a buffer (not shown).
(ステップS404)検査画像取得手段2221は、2以上のフィールドを取得するか否かを判断する。2以上のフィールドを取得する場合はステップS405に行き、2以上のフィールドを取得しない場合は上位処理にリターンする。なお、2以上のフィールドを取得するか否かは、予め決められていても良い。 (Step S404) The inspection image acquisition means 2221 determines whether or not to acquire two or more fields. If two or more fields are to be acquired, the process proceeds to step S405, and if two or more fields are not to be acquired, the process returns to the upper level process. Note that whether or not to acquire two or more fields may be determined in advance.
(ステップS405)検査画像取得手段2221は、フィールドの取得を終了するか否かを判断する。終了する場合は上位処理にリターンし、終了しない場合はステップS401に戻る。なお、例えば、一の手順において、取得するフィールドの数が決められており、当該数に達した場合に、検査画像取得手段2221は、フィールドの取得を終了すると判断する。 (Step S405) The inspection image acquisition means 2221 determines whether or not to end the acquisition of fields. If it does, it returns to the upper process, and if it does not, it returns to step S401. Note that, for example, in one procedure, the number of fields to be acquired is determined, and when this number is reached, the inspection image acquisition means 2221 determines to end the acquisition of fields.
次に、ステップS305の第一の判断処理の例について、図5のフローチャートを用いて説明する。第一の判断処理は、多値分類の機械学習を用いる場合である。 Next, an example of the first determination process in step S305 will be described with reference to the flowchart in FIG. 5. The first determination process is a case in which machine learning for multi-value classification is used.
(ステップS501)判断手段2222は、学習器格納部212から第一学習器を取得する。
(Step S501) The judgment means 2222 obtains the first learning device from the learning
(ステップS502)判断手段2222は、ステップS304で取得された1以上のフィールドを取得する。 (Step S502) The judgment means 2222 obtains one or more fields obtained in step S304.
(ステップS503)判断手段2222は、機械学習の予測処理を行うモジュールに、ステップS501で取得した第一学習器とステップS502で取得した1以上のフィールドとを与え、当該モジュールを実行する。 (Step S503) The judgment means 2222 provides the first learning device acquired in step S501 and one or more fields acquired in step S502 to a module that performs machine learning prediction processing, and executes the module.
(ステップS504)判断手段2222は、ステップS503における実行結果である手順識別子を取得する。 (Step S504) The judgment means 2222 obtains the procedure identifier that is the execution result in step S503.
(ステップS505)判断手段2222は、ステップS504で取得した手順識別子が、カレント手順格納部214のカレント手順識別子と一致するか否かを判断する。一致する場合はステップS506に行き、一致しない場合はステップS507に行く。
(Step S505) The judgment means 2222 judges whether the procedure identifier acquired in step S504 matches the current procedure identifier in the current
(ステップS506)判断手段2222は、判断結果情報に「正常」を代入する。上位処理にリターンする。 (Step S506) The judgment means 2222 assigns "normal" to the judgment result information. It returns to the upper process.
(ステップS507)判断手段2222は、判断結果情報に「エラー」を代入する。上位処理にリターンする。 (Step S507) The judgment means 2222 assigns "error" to the judgment result information. It returns to the upper level process.
なお、図5のフローチャートにおいて、第一学習器を用いて多値分類の機械学習を行った。つまり、図5のフローチャートにおいて、判断手段2222は、手順に関わらない共通の第一学習器を使用した。しかし、判断手段2222は、カレント手順識別子と対になる第一学習器を取得しても良い。かかる第一学習器は、2値分類(当該手順に該当するか否かの判断を行う)の学習器である。そして、判断手段2222は、予測処理の結果、カレント手順識別子で識別される手順に該当するとの予測結果を得た場合は判断結果情報に「正常」を代入し、カレント手順識別子で識別される手順に該当しないとの予測結果を得た場合は判断結果情報に「エラー」を代入する。 In the flowchart of FIG. 5, machine learning for multi-value classification was performed using a first learning device. That is, in the flowchart of FIG. 5, the judgment means 2222 used a common first learning device that is not related to the procedure. However, the judgment means 2222 may obtain a first learning device that pairs with the current procedure identifier. Such a first learning device is a learning device for binary classification (determines whether or not the procedure corresponds). Then, when the judgment means 2222 obtains a prediction result that corresponds to the procedure identified by the current procedure identifier as a result of the prediction process, it assigns "normal" to the judgment result information, and when the judgment means 2222 obtains a prediction result that corresponds to the procedure identified by the current procedure identifier, it assigns "error" to the judgment result information.
次に、ステップS305の第二の判断処理の例について、図6のフローチャートを用いて説明する。第二の判断処理は、二値分類の機械学習を用いる場合である。なお、図6のフローチャートにおいて、図5のフローチャートと同一のステップの説明は省略する。 Next, an example of the second determination process in step S305 will be described with reference to the flowchart in FIG. 6. The second determination process is a case where machine learning for binary classification is used. Note that in the flowchart in FIG. 6, a description of the same steps as in the flowchart in FIG. 5 will be omitted.
(ステップS601)判断手段2222は、カウンタiに1を代入する。 (Step S601) The judgment means 2222 assigns 1 to counter i.
(ステップS602)判断手段2222は、学習器格納部212に、i番目の手順に対応する第一学習器が存在するか否かを判断する。i番目の第一学習器が存在する場合はステップS603に行き、i番目の第一学習器が存在しない場合はステップS608に行く。なお、2以上の各第一学習器は、手順識別子に対応付いている。
(Step S602) The judgment means 2222 judges whether or not a first learning device corresponding to the i-th procedure exists in the learning
(ステップS603)判断手段2222は、学習器格納部212からi番目の第一学習器を取得する。
(Step S603) The judgment means 2222 obtains the i-th first learning device from the learning
(ステップS604)判断手段2222は、ステップS304で取得された1以上のフィールドを取得する。 (Step S604) The judgment means 2222 obtains one or more fields obtained in step S304.
(ステップS605)判断手段2222は、機械学習の二値分類の予測処理を行うモジュールに、i番目の第一学習器と1以上のフィールドとを与える。 (Step S605) The judgment means 2222 provides the i-th first learning device and one or more fields to a module that performs machine learning binary classification prediction processing.
(ステップS606)判断手段2222は、当該モジュールを実行する。そして、判断手段2222は、1以上のフィールドがi番目の手順に該当するか否かの識別結果(該当する、または該当しない)とスコアとを取得し、図示しないバッファに一時蓄積する。なお、スコアは、予測処理を行うモジュールが出力するスコアであり、識別結果の確からしさを示す値である。 (Step S606) The judgment means 2222 executes the module. Then, the judgment means 2222 obtains the identification result (yes or no) of whether one or more fields correspond to the i-th procedure and a score, and temporarily stores the results in a buffer (not shown). Note that the score is output by the module that performs the prediction process, and is a value that indicates the likelihood of the identification result.
(ステップS607)判断手段2222は、カウンタiを1、インクリメントする。ステップS602に戻る。 (Step S607) The judgment means 2222 increments the counter i by 1. Return to step S602.
(ステップS608)判断手段2222は、ステップS605で一時蓄積された識別結果とスコアとを用いて、手順識別子を取得する。判断手段2222は、該当するとの識別結果に対応し、スコアが最大の第一学習器に対応する手順識別子を取得する。ステップS505に行く。 (Step S608) The judgment means 2222 obtains a procedure identifier using the identification result and score temporarily accumulated in step S605. The judgment means 2222 obtains the procedure identifier corresponding to the first learning device with the highest score, which corresponds to the identification result that is applicable. Go to step S505.
次に、ステップS305の第三の判断処理の例について、図7のフローチャートを用いて説明する。第三の判断処理は、カレントの手順の教師データと検査対象のフィールドとの類似度を用いる方法である。 Next, an example of the third judgment process of step S305 will be described with reference to the flowchart in FIG. 7. The third judgment process is a method that uses the similarity between the training data of the current procedure and the field to be inspected.
(ステップS701)判断手段2222は、カレント手順識別子と対になる教師データを教師データ格納部211から取得する。なお、かかる教師データは、正常動画を構成しるフィールドである。
(Step S701) The determination means 2222 acquires teacher data paired with the current procedure identifier from the teacher
(ステップS702)判断手段2222は、カウンタiに1を代入する。 (Step S702) The judgment means 2222 assigns 1 to counter i.
(ステップS703)判断手段2222は、i番目の検査対象のフィールドが存在するか否かを判断する。i番目の検査対象のフィールドが存在する場合はステップS704に行き、存在しない場合はステップS706に行く。 (Step S703) The judgment means 2222 judges whether the i-th field to be inspected exists. If the i-th field to be inspected exists, the process proceeds to step S704; if not, the process proceeds to step S706.
(ステップS704)判断手段2222は、ステップS701で取得した教師データと、i番目の検査対象のフィールドとの類似度を算出し、当該類似度を図示しないバッファに一時蓄積する。 (Step S704) The judgment means 2222 calculates the similarity between the training data acquired in step S701 and the i-th field to be inspected, and temporarily stores the similarity in a buffer (not shown).
(ステップS705)判断手段2222は、カウンタiを1、インクリメントする。ステップS703に戻る。 (Step S705) The judgment means 2222 increments the counter i by 1. Return to step S703.
(ステップS706)判断手段2222は、ステップS704で取得した1以上の類似度が予め決められた類似条件を満たすか否かを判断する。類似条件を満たす場合はステップS707に行き、類似条件を満たさない場合はステップS708に行く。なお、類似条件は、例えば、代表類似度が閾値以上、または代表類似度が閾値より大きいことである。なお、代表類似度は、ステップS704で取得した類似度が一つの場合は、当該類似度であり、ステップS704で取得した類似度が2以上の場合は、2以上の類似度の代表値(例えば、平均値、最上値、中央値、最下位値)である。 (Step S706) The judgment means 2222 judges whether or not the one or more similarities acquired in step S704 satisfy a predetermined similarity condition. If the similarity condition is satisfied, the process proceeds to step S707, and if the similarity condition is not satisfied, the process proceeds to step S708. Note that the similarity condition is, for example, that the representative similarity is equal to or greater than a threshold value. Note that, if there is one similarity acquired in step S704, the representative similarity is that similarity, and if there are two or more similarities acquired in step S704, the representative value of the two or more similarities (for example, the average value, the top value, the median value, the bottom value).
(ステップS707)判断手段2222は、判断結果情報に「正常」を代入する。上位処理にリターンする。 (Step S707) The judgment means 2222 assigns "normal" to the judgment result information. It returns to the upper process.
(ステップS708)判断手段2222は、判断結果情報に「エラー」を代入する。上位処理にリターンする。 (Step S708) The judgment means 2222 assigns "error" to the judgment result information. It returns to the upper level process.
次に、ステップS305の第四の判断処理の例について、図8のフローチャートを用いて説明する。第四の判断処理は、2以上の各手順の教師データと検査対象のフィールドとの類似度を用いる方法である。 Next, an example of the fourth judgment process of step S305 will be described with reference to the flowchart in FIG. 8. The fourth judgment process is a method that uses the similarity between the training data of each of two or more procedures and the field to be inspected.
(ステップS801)判断手段2222は、カウンタiに1を代入する。 (Step S801) The judgment means 2222 assigns 1 to counter i.
(ステップS802)判断手段2222は、対比対象のi番目の手順が存在するか否かを判断する。i番目の手順が存在する場合はステップS803に行き、存在しない場合はステップS809に行く。なお、対比対象のi番目の手順は、例えば、カレントの手順とそれ以降の手順である。 (Step S802) The judgment means 2222 judges whether or not the i-th procedure to be compared exists. If the i-th procedure exists, the process proceeds to step S803, and if not, the process proceeds to step S809. The i-th procedure to be compared is, for example, the current procedure and any subsequent procedures.
(ステップS803)判断手段2222は、i番目の手順の手順識別子と対になる教師データを取得する。なお、教師データが、例えば、正常動画を構成するフィールドである。 (Step S803) The determination means 2222 acquires training data that is paired with the procedure identifier of the i-th procedure. Note that the training data is, for example, a field that constitutes a normal video.
(ステップS804)判断手段2222は、カウンタjに1を代入する。 (Step S804) The judgment means 2222 assigns 1 to counter j.
(ステップS805)判断手段2222は、j番目の検査対象のフィールドが存在するか否かを判断する。j番目の検査対象のフィールドが存在する場合はステップS806に行き、存在しない場合はステップS808に行く。 (Step S805) The judgment means 2222 judges whether the jth field to be inspected exists. If the jth field to be inspected exists, the process proceeds to step S806; if not, the process proceeds to step S808.
(ステップS806)判断手段2222は、ステップS803で取得した教師データとj番目の検査対象のフィールドとの類似度を算出する。 (Step S806) The judgment means 2222 calculates the similarity between the training data acquired in step S803 and the jth field to be inspected.
(ステップS807)判断手段2222は、カウンタjを1、インクリメントする。ステップS805に戻る。 (Step S807) The judgment means 2222 increments the counter j by 1. Return to step S805.
(ステップS808)判断手段2222は、カウンタiを1、インクリメントする。ステップS802に戻る。 (Step S808) The judgment means 2222 increments the counter i by 1. Return to step S802.
(ステップS809)判断手段2222は、ステップS806で算出した2以上の類似度が類似条件を満たすか否かを判断する。類似条件を満たす場合はステップS810に行き、類似条件を満たさない場合はステップS811に行く。なお、類似条件は、例えば、最大の類似度に対応する教師データと対になる手順識別子がカレント手順識別子と一致することである。類似条件は、例えば、各手順に対応する2以上の類似度の代表値(例えば、平均値、中央値、最大値、最小値)が最も大きい手順の手順識別子がカレント手順識別子と一致することである。 (Step S809) The judgment means 2222 judges whether the two or more similarities calculated in step S806 satisfy the similarity condition. If the similarity condition is satisfied, the process proceeds to step S810, and if the similarity condition is not satisfied, the process proceeds to step S811. Note that the similarity condition is, for example, that the procedure identifier paired with the training data corresponding to the maximum similarity matches the current procedure identifier. The similarity condition is, for example, that the procedure identifier of the procedure with the largest representative value (e.g., average, median, maximum, minimum) of the two or more similarities corresponding to each procedure matches the current procedure identifier.
(ステップS810)判断手段2222は、判断結果情報に「正常」を代入する。上位処理にリターンする。 (Step S810) The judgment means 2222 assigns "normal" to the judgment result information. It returns to the upper process.
(ステップS811)判断手段2222は、判断結果情報に「エラー」を代入する。上位処理にリターンする。 (Step S811) The judgment means 2222 assigns "error" to the judgment result information. It returns to the upper level process.
以上、本実施の形態によれば、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、予定された手順通りに、当該作業が正しく行われているか否かを判断できる。 As described above, according to this embodiment, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to determine whether the task is being performed correctly according to the planned steps.
なお、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをCD-ROMなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における検査装置2を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、2以上の手順を有する検査対象の作業である検査対象作業が行われているところを撮影した動画である検査動画を取得する検査動画取得部と、2以上の手順を有する正しい作業である正常作業が行われているところを撮影した動画である正常動画に基づく教師データを用いて、前記検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する判断部と、前記判断部の判断結果に関する判断結果情報を出力する出力部として機能させるためのプログラムである。 The processing in this embodiment may be realized by software. This software may be distributed by software download or the like. This software may also be recorded on a recording medium such as a CD-ROM and distributed. This also applies to other embodiments in this specification. The software that realizes the inspection device 2 in this embodiment is a program as follows. In other words, this program causes a computer to function as an inspection video acquisition unit that acquires an inspection video, which is a video of an inspection target work that is an inspection target work having two or more steps, being performed, a judgment unit that uses teacher data based on a normal video, which is a video of a normal work that is a correct work having two or more steps, to judge whether the procedure of the inspection target work for the inspection video is correct or not, and an output unit that outputs judgment result information regarding the judgment result of the judgment unit.
(実施の形態2)
本実施の形態において、検査装置2が使用する学習器を取得する学習装置3について説明する。なお、ここでの学習器は、上述した第一学習器、または第二学習器である。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a description will be given of a learning device 3 that acquires a learning device used by the inspection device 2. Note that the learning device here is the above-mentioned first learning device or second learning device.
図9は、本実施の形態における学習装置3のブロック図である。学習装置3は、学習格納部31、および学習処理部32を備える。学習処理部32は、教師データ取得部321、および学習部322を備える。
Figure 9 is a block diagram of the learning device 3 in this embodiment. The learning device 3 includes a
学習格納部31には、各種の情報が格納される。各種の情報は、例えば、1または2以上の正常動画、教師データ、第一学習器、第二学習器である。正常動画は、2以上の手順を有する正しい作業である正常作業が行われているところを撮影した動画である。
The learning
学習格納部31には、第二学習器を構成するための2以上の教師データが格納されていても良い。つまり、かかる教師データは、例えば、正常動画から、ユーザが選択したフィールドであり、判断手段2222の判断処理に使用されるフィールド(正例)である。また、かかる教師データは、例えば、正常動画から、ユーザが選択したフィールドであり、判断手段2222の判断処理に使用されないフィールド(負例)である。
The learning
第二学習器を構成するための2以上の各教師データは、手順識別子に対応付けられていても良い。なお、かかる教師データは、手順識別子を有しても良い。また、かかる教師データは、ユーザが正常動画から選択したフィールドとユーザが入力した手順識別子の組でも良い。 Each of the two or more pieces of teacher data for constituting the second learning device may be associated with a procedure identifier. Such teacher data may have a procedure identifier. Furthermore, such teacher data may be a pair of a field selected by the user from the normal video and a procedure identifier input by the user.
学習処理部32は、各種の処理を行う。各種の処理とは、例えば、教師データ取得部321、学習部322が行う処理である。
The
教師データ取得部321は、2以上の手順ごとに、正常動画の中から、予め決められた条件を満たす1以上のフィールドを取得する。また、教師データ取得部321は、当該1以上のフィールドに対応する手順を識別する手順識別子を取得する。次に、教師データ取得部321は、2以上の手順ごとに、取得した1以上のフィールドと手順識別子との組である2以上の教師データを取得する。なお、教師データを構成する1以上のフィールドは、対になる手順識別子で識別される手順の作業において撮影された動画を構成するフィールドである。
The teacher
教師データ取得部321がフィールドを取得する処理は、検査画像取得手段2221が行うフィールド取得処理と同じでも良い。つまり、教師データ取得部321は、例えば、上述した検査画像取得手段2221の(1)画像認識による方法、または(2)機械学習による方法のいずれかにより、正常動画の中から、学習の使用する1以上のフィールドを取得する。
The process by which the teacher
学習部322は、2以上の教師データに対して機械学習の学習処理を行い、第一学習器を取得し、当該第一学習器を蓄積する。なお、第一学習器の蓄積先は、例えば、学習格納部31であるが、問わない。
The
学習部322は、例えば、2以上の教師データに対して、機械学習の学習処理を行い、第一学習器を取得し、当該第一学習器を蓄積する。かかる第一学習器は、フィールドを受け付け、手順識別子を出力する予測処理に使用される学習器である。かかる第一学習器は、多値分類を行う場合に使用される学習器である。なお、上述した通り、機械学習のアルゴリズムは問わない。
The
学習部322は、例えば、手順識別子ごとに、当該手順識別子で識別される手順の動画を構成する1以上のフィールド(正例)と、当該手順の動画を構成しない1以上のフィールド(負例)とを、機械学習の学習処理により学習させ、第二学習器を取得し、当該第二学習器を蓄積する。なお、かかる第二学習器は、手順識別子ごとに、手順識別子と対にして蓄積される。かかる第二学習器は、フィールドを受け付け、当該第二学習器に対応する手順に該当するか否か、およびスコアを出力する予測処理に使用される学習器である。かかる第二学習器は、二値分類を行う場合に使用される学習器である。なお、上述した通り、機械学習のアルゴリズムは問わない。
The
学習部322は、2以上の教師データに対して機械学習の学習処理を行い、第二学習器を取得し、当該第二学習器を蓄積する。なお、第二学習器の蓄積先は、例えば、学習格納部31であるが、問わない。また、かかる2以上の教師データは、第二学習器を構成するための教師データである。第二学習器は、手順を判断する判断処理において、使用するか否かを分類するための学習器であり、二値分類を行うための学習器である。
The
学習部322は、例えば、手順ごとに、第二学習器を取得し、当該第二学習器を蓄積する。かかる場合、学習部322は、例えば、手順ごとに、当該手順を識別する手順識別子と対になる1以上の教師データを正例とし、当該手順を識別する手順識別子と対にならない1以上の教師データを負例として、2以上の教師データを機械学習の学習処理を行うモジュールに与え、当該モジュールを実行し、第二学習器を取得する。なお、上述した通り、機械学習のアルゴリズムは問わない。
The
学習格納部31は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。
The learning
学習格納部31等に情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して情報が学習格納部31等で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された情報が学習格納部31等で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された情報が学習格納部31等で記憶されるようになってもよい。
The process by which information is stored in the
学習処理部32、教師データ取得部321、および学習部322は、通常、プロセッサやメモリ等から実現され得る。学習処理部32等の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはROM等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア(専用回路)で実現しても良い。なお、プロセッサは、CPU、MPU、GPU等、問わない。
The
次に、学習装置3の第一の動作例について、図10のフローチャートを用いて説明する。なお、図10のフローチャートにおいて、多値分類の第一学習器を取得する。かかる第一学習器は、1以上のフィールドを入力とし、手順識別子を出力とする学習器である。 Next, a first operation example of the learning device 3 will be described with reference to the flowchart in FIG. 10. In the flowchart in FIG. 10, a first learning device for multi-value classification is obtained. Such a first learning device is a learning device that receives one or more fields as input and outputs a procedure identifier.
(ステップS1001)学習処理部32は、カウンタiに1を代入する。
(Step S1001) The
(ステップS1002)学習処理部32は、学習格納部31に、i番目の動画が存在するか否かを判断する。i番目の動画が存在する場合はステップS1003に行き、存在しない場合はステップS1009に行く。なお、i番目の動画とは、通常、i番目の正常動画である。
(Step S1002) The
(ステップS1003)教師データ取得部321は、カウンタjに1を代入する。
(Step S1003) The teacher
(ステップS1004)教師データ取得部321は、j番目の手順が存在するか否かを判断する。j番目の手順が存在する場合はステップS1005に行き、存在しない場合はステップS1008に行く。
(Step S1004) The teacher
(ステップS1005)教師データ取得部321は、j番目の手順に対応するフィールド取得処理を行う。なお、ここでのフィールド取得処理は、j番目の手順に対応する1以上のフィールを取得する処理である。ここでのフィールド取得処理の例について、図12のフローチャートを用いて説明する。
(Step S1005) The teacher
(ステップS1006)教師データ取得部321は、ステップS1005で取得した1以上のフィールドを、j番目の手順の手順識別子に対応付けて、学習格納部31に蓄積する。
(Step S1006) The teacher
(ステップS1007)学習処理部32は、カウンタjを1、インクリメントする。ステップS1004に戻る。
(Step S1007) The
(ステップS1008)学習処理部32は、カウンタiを1、インクリメントする。ステップS1002に戻る。
(Step S1008) The
(ステップS1009)学習部322は、学習格納部31に格納されている2以上の教師データを、機械学習の学習処理のモジュールに与え、当該モジュールを実行し、第一学習器を取得する。
(Step S1009) The
(ステップS1010)学習部322は、ステップS1009で取得した第一学習器を蓄積する。処理を終了する。
(Step S1010) The
次に、学習装置3の第二の動作例について、図11のフローチャートを用いて説明する。なお、図11のフローチャートにおいて、手順識別子ごとに、二値分類の第一学習器を取得する。かかる第一学習器は、1以上のフィールドを入力とし、当該第一学習器に対応する手順に該当するか否かを出力とする学習器である。また、図11のフローチャートにおいて、図10のフローチャートと同一のステップについて、説明を省略する。 Next, a second operation example of the learning device 3 will be described with reference to the flowchart of FIG. 11. In the flowchart of FIG. 11, a first learning device for binary classification is obtained for each procedure identifier. Such a first learning device is a learning device that receives one or more fields as input and outputs whether or not the procedure corresponds to the first learning device. In the flowchart of FIG. 11, the description of the same steps as those in the flowchart of FIG. 10 will be omitted.
(ステップS1101)学習部322は、カウンタkに1を代入する。
(Step S1101) The
(ステップS1102)学習部322は、k番目の手順が存在するか否かを判断する。k番目の手順が存在する場合はステップS1103に行き、k番目の手順が存在しない場合は処理を終了する。
(Step S1102) The
(ステップS1103)学習部322は、k番目の手順の手順識別子と対になる1以上のフィールド(正例)を、学習格納部31から取得する。
(Step S1103) The
(ステップS1104)学習部322は、k番目の手順の手順識別子と対にならない1以上のフィールド(負例)を、学習格納部31から取得する。
(Step S1104) The
(ステップS1105)学習部322は、1以上の正例と1以上の負例とを、機械学習の学習処理を行うモジュールに与え、当該モジュールを実行し、第一学習器を取得する。
(Step S1105) The
(ステップS1106)学習部322は、ステップS1105で取得した第一学習器を、k番目の手順の手順識別子と対にして蓄積する。
(Step S1106) The
(ステップS1107)学習部322は、カウンタkを1、インクリメントする。ステップS1102に戻る。
(Step S1107) The
次に、ステップS1005のフィールド取得処理の例について、図12のフローチャートを用いて説明する。
(ステップS1201)教師データ取得部321は、カウンタkにXを代入する。なお、Xは、処理対象のi番目の動画の中のカウンタ値である。Xは、図10,図11におけるS1004からS1007のループ処理の中で、初期化されない。Xの最初の値は「1」である。
(ステップS1202)教師データ取得部321は、処理対象の動画に、k番目のフィールドが存在するか否かを判断する。k番目のフィールドが存在する場合はステップS1203に行き、k番目のフィールドが存在しない場合は上位処理にリターンする。
(ステップS1203)教師データ取得部321は、処理対象の動画のk番目のフィールドを取得する。
(ステップS1204)教師データ取得部321は、k番目のフィールドが学習対象のフィールドであるか否かを判断する。学習対象のフィールドであればステップS1205に行き、学習対象のフィールドでなければステップS1207に行く。
Next, an example of the field acquisition process in step S1005 will be described with reference to the flowchart in FIG.
(Step S1201) The teacher
(Step S1202) The teacher
(Step S1203) The teacher
(Step S1204) The teacher
k番目のフィールドが学習対象のフィールドであるか否かを判断する方法は、上述した検査画像取得手段2221の(1)画像認識による方法、または(2)機械学習による方法であり、詳細な説明は省略する。
(ステップS1205)教師データ取得部321は、k番目のフィールドを図示しないバッファに一時蓄積する。
(ステップS1206)教師データ取得部321は、j番目の手順におけるフィールドの取得を終了するか否かを判断する。終了する場合は上位処理にリターンし、終了しない場合はステップS1207に行く。なお、j番目の手順において、取得する最大のフィールド数が決まっている場合、当該最大のフィールド数のフィールドが、ステップS1205で蓄積された段階で、教師データ取得部321は、j番目の手順におけるフィールドの取得を終了する、と判断する。ただし、取得する最大のフィールド数は、決まっていなくても良い。また、教師データ取得部321は、一度以上、学習対象のフィールドを蓄積した後、ステップS1204で学習対象では無いと判断した場合は、次の手順に移行している、として、j番目の手順におけるフィールドの取得を終了する、と判断することは好適である。
(ステップS1207)教師データ取得部321は、カウンタkを1、インクリメントする。ステップS1202に戻る。
The method for determining whether the kth field is a field to be learned is (1) an image recognition method or (2) a machine learning method by the inspection image acquisition means 2221 described above, and detailed explanation will be omitted.
(Step S1205) The teacher
(Step S1206) The teacher
(Step S1207) The teacher
以下、学習装置3の具体的な動作について説明する。 The specific operation of the learning device 3 is described below.
今、学習装置3の学習格納部31には、(1,スープを入れる)(2,麺を入れる)(3,具を入れる)という手順情報が格納されている、とする。つまり、手順情報は、ラーメンの作成作業を構成する3つの手順を示す文字列「スープを入れる」「麺を入れる」「具を入れる」の各々に、手順識別子「1」「2」「3」が対応付いている情報である。
Now, let us say that the learning
また、学習装置3の学習格納部31には、図13に示すフィールド管理表が格納されている。フィールド管理表は、第一学習器を構成するための教師データであるフィールド(静止画)が格納されている。なお、図13のフィールドは、学習処理部32のフィールド取得処理により取得されたフィールドである。フィールドは、手順識別子に対応付いている。また、図13において、「ID」は、レコードを識別する情報である。
The learning
かかる状況において、学習部322は、フィールドと手順識別子との組を有する2以上の教師データを、図13に示すフィールド管理表から取得する。
In such a situation, the
次に、学習部322は、多数の教師データを、機械学習の学習処理のモジュールに与え、当該モジュールを実行し、第一学習器を取得し、蓄積する。なお、第一学習器は、多値分類のための学習器である。第一学習器は、フィールドを受け付け、手順識別子を出力する予測処理に使用される学習器である。また、ここで、第一学習器は、検査装置2の学習器格納部212に蓄積された、とする。
Next, the
次に、上述した検査システムAの具体的な動作例について説明する。検査システムAの概念図は図1である。今、検査対象作業は、ラーメンの作成作業である、とする。また、格納部21には、ラーメンの作成作業を示す手順情報(1,スープを入れる)(2,麺を入れる)(3,具を入れる)が格納されている、とする。
Next, a specific example of the operation of the above-mentioned inspection system A will be described. A conceptual diagram of the inspection system A is shown in FIG. 1. Assume that the task to be inspected is the task of making ramen. Also, assume that the
また、カメラ1は、ラーメンの作成作業(特に、ラーメンの鉢の中)を撮影できる位置に設置されている、とする。 Furthermore, camera 1 is installed in a position where it can capture the ramen making process (particularly, the inside of the ramen bowl).
かかる状況において、以下の2つの具体例を説明する。具体例1は、正常に作業が行われる場合である。具体例2は、正常に作業が行われない場合である。なお、検査装置2の格納部21には、(1,スープを入れる)(2,麺を入れる)(3,具を入れる)という手順情報が格納されている、とする。つまり、正常な作業は、「スープを入れる」「麺を入れる」「具を入れる」という順に、行う作業である。
In this situation, the following two specific examples will be described. Specific Example 1 is a case where the work is performed normally. Specific Example 2 is a case where the work is not performed normally. It is assumed that the
(具体例1)
今、作業者Aがラーメンを作る作業を行っている。そして、作業者Aがラーメンの鉢に、スープ、麺、具(ネギ、ゆで卵など)の順に入れた、とする。
(Specific Example 1)
Now, worker A is making ramen. He puts the soup, noodles, and toppings (green onions, boiled eggs, etc.) into the bowl in that order.
すると、カメラ1は、作業者Aの作業を撮影し、取得した動画を、順次、検査装置2に送信する。 The camera 1 then captures images of worker A's work and transmits the captured video to the inspection device 2 in sequence.
次に、検査装置2の検査動画取得部221は、順次、作業の検査対象動画を受信する。
Next, the inspection
そして、検査装置2の判断部222は、以下の(1)~(9)のように動作する。
(1)判断部222の検査画像取得手段2221は、画像認識処理により、条件(鉢の枠が全部含まれること)に合致するフィールドを取得する。次に、判断手段2222は、学習器格納部212の第一学習器と検査画像取得手段2221が取得したフィールドとを機械学習の予測処理のモジュールに与え、当該モジュールを実行し、手順識別子「1」を取得した、とする。なお、「1」は「スープを入れる」手順の識別子である。
The
(1) The inspection image acquisition means 2221 of the
次に、判断手段2222は、カレント手順識別子「1」をカレント手順格納部214から取得する。次に、判断手段2222は、予測処理により取得した手順識別子「1」とカレント手順識別子「1」とが一致すると判断し、判断結果情報に「正常」を代入する。次に、判断手段2222は、格納部21の手順情報を参照し、次の手順が存在する、と判断する。次に、判断手段2222は、カレント手順識別子を、次の手順識別子「2」に更新する。
(2)次に、検査画像取得手段2221は、検査対象動画から次に条件に合致するフィールドを取得する。次に、判断手段2222は、学習器格納部212の第一学習器と検査画像取得手段2221が取得したフィールドとを機械学習の予測処理のモジュールに与え、当該モジュールを実行し、手順識別子「1」を取得する。
Next, the determination means 2222 obtains the current procedure identifier "1" from the current
(2) Next, the inspection
次に、判断手段2222は、カレント手順識別子「2」をカレント手順格納部214から取得する。次に、判断手段2222は、予測処理により取得した手順識別子「1」とカレント手順識別子「2」とは一致しないが、直前のカレント手順識別子「1」と一致するので、判断結果情報に「正常」を代入する。つまり、一の手順内の作業の継続を示すフィールドを検知した場合、判断結果情報に「正常」が代入される。なお、判断手段2222は、予測処理により取得した手順識別子とカレント手順識別子とが一致した後であり、カレント手順識別子を更新した後に、更新直前のカレント手順識別子と一致する手順識別子を予測処理により取得した場合、正常な手順が継続している、と判断し、正常であると判断し、エラーとは判断しない。
(3)通常、(2)の処理が繰り返される。
(4)検査画像取得手段2221は、画像認識処理により、条件に合致しないフィールド(例えば、鉢のふちと作業者の手とが被っているフィールド)を取得しない。また、通常、条件に合致しないフィールドが連続する。
(5)次に、検査画像取得手段2221は、検査対象動画から条件に合致するフィールドを取得する。次に、判断手段2222は、学習器格納部212の第一学習器と検査画像取得手段2221が取得したフィールドとを機械学習の予測処理のモジュールに与え、当該モジュールを実行し、手順識別子「2」を取得した、とする。なお、「2」は「麺を入れる」手順の識別子である。
Next, the judgment means 2222 acquires the current procedure identifier "2" from the current
(3) Usually, the process of (2) is repeated.
(4) The inspection
(5) Next, the inspection image acquisition means 2221 acquires a field that meets the conditions from the inspection target video. Next, the determination means 2222 provides the first learning device in the learning
次に、判断手段2222は、カレント手順識別子「2」をカレント手順格納部214から取得する。次に、判断手段2222は、予測処理により取得した手順識別子「2」とカレント手順識別子「2」とが一致すると判断し、判断結果情報に「正常」を代入する。次に、判断手段2222は、格納部21の手順情報を参照し、次の手順が存在する、と判断する。次に、判断手段2222は、カレント手順識別子を、次の手順識別子「3」に更新する。
(6)次に、検査画像取得手段2221は、検査対象動画から次に条件に合致するフィールドを取得する。次に、判断手段2222は、学習器格納部212の第一学習器と検査画像取得手段2221が取得したフィールドとを機械学習の予測処理のモジュールに与え、当該モジュールを実行し、手順識別子「2」を取得する。
Next, the determination means 2222 obtains the current procedure identifier "2" from the current
(6) Next, the inspection
次に、判断手段2222は、カレント手順識別子「3」をカレント手順格納部214から取得する。次に、判断手段2222は、予測処理により取得した手順識別子「2」とカレント手順識別子「3」とは一致しないが、直前のカレント手順識別子「2」と一致するので、判断結果情報に「正常」を代入する。
(7)通常、(6)の処理が繰り返される。
(8)検査画像取得手段2221は、画像認識処理により、条件に合致しないフィールドを取得しない。
(9)次に、検査画像取得手段2221は、検査対象動画から条件に合致するフィールドを取得する。次に、判断手段2222は、学習器格納部212の第一学習器と検査画像取得手段2221が取得したフィールドとを機械学習の予測処理のモジュールに与え、当該モジュールを実行し、手順識別子「3」を取得した、とする。なお、「3」は「具を入れる」手順の識別子である。
Next, the determination means 2222 obtains the current procedure identifier "3" from the current
(7) Usually, the process of (6) is repeated.
(8) The inspection image acquisition means 2221 does not acquire fields that do not meet the conditions through image recognition processing.
(9) Next, the inspection image acquisition means 2221 acquires a field that meets the conditions from the inspection target video. Next, the determination means 2222 provides the first learning device in the learning
次に、判断手段2222は、カレント手順識別子「3」をカレント手順格納部214から取得する。次に、判断手段2222は、予測処理により取得した手順識別子「3」とカレント手順識別子「3」とが一致すると判断し、判断結果情報に「正常」を代入する。次に、判断手段2222は、格納部21の手順情報を参照し、すべての手順が完了した、と判断する。
Next, the judgment means 2222 obtains the current procedure identifier "3" from the current
次に、出力部23は、判断結果情報を出力する。
Next, the
(具体例2)
今、作業者Bがラーメンを作る作業を行っている。そして、作業者Bがラーメンの鉢に、まず、麺を入れた、とする。
(Specific Example 2)
Now, worker B is making ramen. First, worker B puts the noodles into the ramen bowl.
次に、検査装置2の検査動画取得部221は、順次、作業の検査対象動画を受信する。
Next, the inspection
そして、検査装置2は、以下のように動作する。 Then, the inspection device 2 operates as follows:
つまり、判断部222の検査画像取得手段2221は、画像認識処理により、条件(鉢の枠が全部含まれること)に合致するフィールドを取得する。次に、判断手段2222は、学習器格納部212の第一学習器と検査画像取得手段2221が取得したフィールドとを機械学習の予測処理のモジュールに与え、当該モジュールを実行し、手順識別子「2」を取得した、とする。なお、「2」は「麺を入れる」手順の識別子である。
In other words, the inspection image acquisition means 2221 of the
次に、判断手段2222は、カレント手順識別子「1」をカレント手順格納部214から取得する。次に、判断手段2222は、予測処理により取得した手順識別子「2」とカレント手順識別子「1」とが一致しないと判断し、判断結果情報に「エラー」を代入する。
Next, the judgment means 2222 obtains the current procedure identifier "1" from the current
次に、出力部23は、判断結果情報を出力する。なお、出力部23は、判断結果情報「エラー」の出力として、ブザー音を出力し、作業者Bに、手順が異なっていることを知らせる。エラーの場合に、出力部23は、判断結果情報「エラー」に対応する音声または音を出力すること、エラーであることを作業者Bに知らせることは好適である。
Next, the
以上、本実施の形態によれば、検査装置が使用できる学習器が得られる。なお、学習器は、第一学習器、または第二学習器である。 As described above, according to this embodiment, a learning device that can be used by the inspection device is obtained. The learning device is the first learning device or the second learning device.
また、上記の実施の形態によれば、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、リアルタイムに、当該作業が正しく行われているか否かを判断でき、判断結果を作業者に知らせることができる。 Furthermore, according to the above embodiment, by photographing a task that has two or more steps, it is possible to determine in real time whether the task is being performed correctly and to inform the worker of the result of the determination.
なお、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをCD-ROMなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における学習装置3を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、2以上の手順を有する正しい作業である正常作業が行われているところを撮影した動画である正常動画に基づく1以上の教師データが格納される教師データ格納部にアクセス可能なコンピュータを、前記2以上の手順ごとに、前記正常動画の中から、予め決められた条件を満たす1以上のフィールドを取得し、当該フィールドに対応する手順を識別する手順識別子と当該フィールドとの組である2以上の教師データを取得する教師データ取得部と、
前記2以上の教師データに対して機械学習の学習処理を行い、学習器を取得し、当該学習器を蓄積する学習部として機能させるためのプログラムである。
The process in this embodiment may be realized by software. This software may be distributed by software download or the like. This software may be recorded on a recording medium such as a CD-ROM and distributed. This also applies to other embodiments in this specification. The software for realizing the learning device 3 in this embodiment is a program as follows. That is, this program includes a computer that can access a teacher data storage unit in which one or more teacher data based on a normal video, which is a video captured of a normal operation, which is a correct operation having two or more steps, is stored, a teacher data acquisition unit that acquires one or more fields that satisfy a predetermined condition from the normal video for each of the two or more steps, and acquires two or more teacher data that are pairs of a procedure identifier that identifies a procedure corresponding to the field and the field,
This is a program for functioning as a learning unit that performs machine learning learning processing on the two or more teacher data, acquires a learning device, and accumulates the learning device.
(実施の形態3)
本実施の形態において、2以上の手順を有する一連の作業の動画と装置関連情報とを取得し、当該動画と当該装置関連情報とを用いて、作業が適切か否かを検査し、検査結果を出力する検査装置について説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, an inspection device is described that acquires a video of a series of work steps having two or more steps and equipment-related information, uses the video and the equipment-related information to inspect whether the work is appropriate, and outputs the inspection results.
また、本実施の形態において、装置関連情報の検査を行った後に、動画の検査を行う検査装置について説明する。 In this embodiment, we will also describe an inspection device that inspects video after inspecting device-related information.
また、本実施の形態において、動画の検査を行った後に、装置関連情報の検査を行う検査装置について説明する。 In this embodiment, we will also describe an inspection device that inspects device-related information after inspecting a video.
さらに、本実施の形態において、機械学習のアルゴリズムを用いて、作業が適切か否かを検査し、検査結果を出力する検査装置について説明する。 Furthermore, in this embodiment, we will explain an inspection device that uses a machine learning algorithm to inspect whether work is appropriate and output the inspection results.
図14は、本実施の形態における検査システムBの概念図である。 検査システムBは、1または2以上のカメラ1、検査装置4、1または2以上の装置Cを備える。カメラ1は、装置Cに対応付いている。ただし、カメラ1と装置Cとは、1対1の対応で無くても良く、例えば、多対1、1対多の対応でも良い。 Figure 14 is a conceptual diagram of an inspection system B in this embodiment. Inspection system B includes one or more cameras 1, an inspection device 4, and one or more devices C. Camera 1 corresponds to device C. However, the camera 1 and device C do not have to have a one-to-one correspondence, and may have, for example, a many-to-one or one-to-many correspondence.
装置Cは、作業を行う装置である。装置Cは、例えば、ロボット、コンピュータである。ロボットは、産業用のロボットでも、人型ロボット等でも良く、その種類は問わない。ロボットは、例えば、いわゆるドローンである。ドローンは、飛行体である。ここでのドローンは、撮影するカメラ1を具備することは好適である。ここでのドローンは、飛行している位置を特定する位置情報を取得し、送信する機能を有することは好適である。位置情報は、三次元空間での位置を示す情報(例えば、(緯度,経度,高度))であることは好適である。ここでのドローンは、荷物を運搬し、所定の場所まで運ぶ機能を有することは好適である。また、コンピュータは、いわゆるパソコン、タブレット端末、スマートフォン、サーバ等、その種類は問わない。装置Cは、設置場所が固定されている装置でも良いし、移動する装置(移動体)でも良い。装置Cは、カメラ1と一体のものでも良い。 The device C is a device that performs work. The device C is, for example, a robot or a computer. The robot may be an industrial robot, a humanoid robot, or the like, and the type does not matter. The robot is, for example, a so-called drone. The drone is an air vehicle. The drone here is preferably equipped with a camera 1 that takes pictures. The drone here is preferably equipped with a function to obtain and transmit position information that specifies the flying position. The position information is preferably information that indicates a position in three-dimensional space (e.g., (latitude, longitude, altitude)). The drone here is preferably equipped with a function to transport luggage and carry it to a specified location. The computer is, for example, a so-called personal computer, a tablet terminal, a smartphone, a server, or the like, and the type does not matter. The device C may be an apparatus that is installed in a fixed location, or may be a moving apparatus (moving body). The device C may be integrated with the camera 1.
図15は、本実施の形態における検査システムBのブロック図である。検査システムBを構成する検査装置4は、格納部41、処理部42、および出力部23を備える。格納部41は、教師データ格納部211、学習器格納部212、閾値格納部213、正常装置関連情報格納部411、およびカレント手順格納部214を備える。処理部42は、検査動画取得部221、装置関連情報取得部421、および判断部422を備える。判断部422は、第一判断手段4221、および第二判断手段4222を備える。
Figure 15 is a block diagram of an inspection system B in this embodiment. The inspection device 4 constituting the inspection system B includes a
検査装置4の格納部41には、各種の情報が格納される。各種の情報とは、例えば、教師データ、学習器、閾値、後述する正常装置関連情報、カレント手順識別子、手順情報である。
Various types of information are stored in the
教師データ格納部211には、2以上の教師データが格納される。教師データ格納部211には、通常、手順ごとに、1以上の教師データが存在する。手順ごとの教師データは、通常、手順識別子に対応付いている。
Two or more pieces of teacher data are stored in the teacher
教師データは、例えば、検査動画の一部または全部との対比に使用される情報である。教師データは、例えば、正常動画に基づくデータ(適宜、正例と言う。)である。教師データは、例えば、正常動画を構成する1または2以上のフィールドを含む。 The training data is, for example, information used to compare with part or all of the test video. The training data is, for example, data based on a normal video (referred to as a positive example as appropriate). The training data includes, for example, one or more fields that make up the normal video.
ここでの教師データ(正例)は、例えば、1または2以上の正常装置関連情報に基づく情報である。ここでの教師データは、例えば、2以上の各正常装置関連情報を要素とするベクトルである。正常装置関連情報とは、正常作業が行われた場合の装置関連情報である。 The training data (positive examples) here is, for example, information based on one or more pieces of normal device-related information. The training data here is, for example, a vector whose elements are two or more pieces of normal device-related information. Normal device-related information is device-related information when normal work is performed.
ここでの教師データ(正例)は、正常動画に基づくデータと1以上の正常装置関連情報に基づくデータとを有する情報でも良い。教師データは、例えば、正常動画を構成する1または2以上のフィールドから取得された1以上の各特徴量と、1以上の各正常装置関連情報とを要素とするベクトルである。正例は、正常である作業であることを示すフラグを含んでも良い。正例は、例えば、手順識別子を有しても良いし、手順識別子に対応付いていても良い。 The training data (positive examples) here may be information having data based on a normal video and data based on one or more pieces of normal device-related information. The training data is, for example, a vector whose elements are one or more feature amounts obtained from one or more fields constituting a normal video and one or more pieces of normal device-related information. The positive examples may include a flag indicating that the task is normal. The positive examples may, for example, have a procedure identifier or may be associated with the procedure identifier.
また、正常動画は、装置Cが行う正常な動作を、図示しないシミュレーション装置がシミュレーションを行い、その結果である動画を記録した情報であっても良い。また、異常動画は、装置が行い得る異常な動作を図示しないシミュレーション装置がシミュレーションを行い、その結果である動画を記録した情報であっても良い。なお、装置Cが行い得る動作をシミュレーションし、シミュレーション結果を出力するシミュレーション装置は、公知技術であるので、詳細な説明を省略する。 The normal video may be information in which a simulation device (not shown) simulates normal operations performed by device C and records the resulting video. The abnormal video may be information in which a simulation device (not shown) simulates abnormal operations that may be performed by the device and records the resulting video. Note that the simulation device that simulates operations that may be performed by device C and outputs the simulation results is a publicly known technology, so a detailed description will be omitted.
装置関連情報は、入力装置関連情報、発生装置関連情報、または出力装置関連情報である。入力装置関連情報とは、検査対象の作業の遂行のために装置Cに入力された情報である。発生装置関連情報とは、作業の遂行において装置C内で発生した情報である。出力装置関連情報とは、作業の遂行の結果、装置Cから出力された情報である。装置関連情報は、例えば、命令またはデータである。入力装置関連情報は、例えば、装置Cに与えた命令、ユーザが装置Cに入力した命令または情報である。発生装置関連情報は、例えば、装置Cに入力された情報により、発生したイベントである。装置Cがドローン等の移動体である場合、発生装置関連情報は、例えば、装置Cが荷物を予定された運搬場所に置くために、内部で発生した信号(例えば、荷物をキャッチしているアームを開く信号)である。出力装置関連情報は、例えば、装置Cから他の装置に送信された情報、装置Cが表示した画面や情報、装置Cが取得した1または2以上の位置情報(例えば、ドローンが飛行した位置を特定する位置情報)である。 The device-related information is input device-related information, generator-related information, or output device-related information. The input device-related information is information input to the device C for the performance of the work to be inspected. The generator-related information is information generated within the device C in the performance of the work. The output device-related information is information output from the device C as a result of the performance of the work. The device-related information is, for example, an instruction or data. The input device-related information is, for example, an instruction given to the device C, or an instruction or information input to the device C by a user. The generator-related information is, for example, an event generated by the information input to the device C. When the device C is a moving body such as a drone, the generator-related information is, for example, a signal generated internally by the device C to place the baggage at the scheduled transportation location (for example, a signal to open the arm that is catching the baggage). The output device-related information is, for example, information transmitted from the device C to another device, a screen or information displayed by the device C, or one or more pieces of location information acquired by the device C (for example, location information identifying the location where the drone flew).
1以上の教師データは、正常ではない作業を撮影した動画である異常動画に基づくデータと異常装置関連情報とを含む情報(適宜、負例と言う。)でも良い。負例は、例えば、異常動画を用いて取得される情報と異常装置関連情報である。負例は、例えば、異常動画を構成する1または2以上のフィールドと異常装置関連情報である。負例は、例えば、異常動画を構成する1または2以上のフィールドから取得した1以上の各特徴量と、1以上の各異常装置関連情報とを要素とするベクトルである。負例は、例えば、正常ではない作業であることを示すフラグを含んでも良い。負例は、例えば、手順識別子を有しても良いし、手順識別子に対応付いていても良い。異常装置関連情報は、装置Cに入力される異常な情報または装置C内で発生した異常な情報または装置Cから出力された異常な情報である。 The one or more teacher data may be information (referred to as negative examples as appropriate) including data based on an abnormal video, which is a video of an abnormal operation, and abnormal device-related information. The negative examples are, for example, information acquired using an abnormal video and abnormal device-related information. The negative examples are, for example, one or more fields constituting an abnormal video and abnormal device-related information. The negative examples are, for example, a vector whose elements are one or more feature amounts acquired from one or more fields constituting an abnormal video and one or more pieces of abnormal device-related information. The negative examples may include, for example, a flag indicating that the operation is abnormal. The negative examples may have, for example, a procedure identifier, or may be associated with the procedure identifier. The abnormal device-related information is abnormal information input to device C, abnormal information that has occurred within device C, or abnormal information output from device C.
学習器格納部212には、教師データ格納部211に加えて、または教師データ格納部211に代えて、第三学習器が格納される。また、学習器格納部212には、上述した第一学習器、または上述した第二学習器が格納されていても良い。
The learning
学習器格納部212には、手順ごとに、第三学習器が存在しても良い。つまり、2以上の各第三学習器は、手順識別子に対応付いていても良い。
The learning
第三学習器は、検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する場合に使用される学習器である。第三学習器は、2以上の教師データを機械学習のアルゴリズムにより学習処理を行い構成された学習器である。ここでの教師データは、例えば、正常装置関連情報または異常装置関連情報を含む。つまり、正例である教師データは、例えば、正常動画に基づくデータおよび正常装置関連情報を含む。また、負例である教師データは、例えば、異常動画に基づくデータおよび異常装置関連情報を含む。 The third learning device is a learning device used when determining whether the procedure of the work to be inspected is correct. The third learning device is a learning device configured by performing a learning process on two or more pieces of training data using a machine learning algorithm. The training data here includes, for example, normal device related information or abnormal device related information. In other words, the training data that is a positive example includes, for example, data based on normal videos and normal device related information. Furthermore, the training data that is a negative example includes, for example, data based on abnormal videos and abnormal device related information.
学習器格納部212に一つの第三学習器のみが格納されている場合、当該第三学習器は、例えば、動画に基づくデータと1以上の装置関連情報とから取得されたベクトルの各要素を説明変数とし、手順識別子を目的変数とする学習器である。ただし、第三学習器は、動画に基づくデータから取得されたベクトルの各要素を説明変数とし、手順識別子を目的変数とする学習器でも良い。また、第三学習器は、2以上の装置関連情報から取得されたベクトルの各要素を説明変数とし、手順識別子を目的変数とする学習器でも良い。
When only one third learner is stored in the
また、学習器格納部212に、手順識別子と対になる2以上の第三学習器が格納されている場合、各第三学習器は、例えば、動画に基づくデータと1以上の装置関連情報とから取得されたベクトルの各要素を説明変数とし、該当する手順であるか否かの判断結果を目的変数とする学習器である。また、かかる第三学習器は、例えば、動画に基づくデータから取得されたベクトルの各要素を説明変数とし、該当する手順であるか否かの判断結果を目的変数とする学習器でも良い。また、かかる第三学習器は、例えば、2以上の装置関連情報から取得されたベクトルの各要素を説明変数とし、該当する手順であるか否かの判断結果を目的変数とする学習器でも良い。
In addition, when two or more third learners paired with a procedure identifier are stored in the
また、第三学習器は、後述する学習装置5が取得した学習器であることは好適である。 It is also preferable that the third learning device is a learning device acquired by the learning device 5 described below.
なお、機械学習のアルゴリズムは、上述した通り、例えば、深層学習、ランダムフォレスト、決定木、SVM等である。ただし、機械学習のアルゴリズムは、問わない。機械学習のアルゴリズムは問わないことは、学習処理においても、予測処理においても同様である。 As described above, the machine learning algorithm may be, for example, deep learning, random forest, decision tree, SVM, etc. However, the machine learning algorithm is not important. The fact that the machine learning algorithm is not important applies to both the learning process and the prediction process.
閾値格納部213には、閾値が格納される。閾値は、例えば、検査動画から取得されたフィールドと装置関連情報取得部421が取得した1以上の各装置関連情報とから取得されるベクトルと、ベクトルである教師データとの類似度に関する閾値である。閾値は、例えば、検査動画から取得されたフィールドと正常動画に含まれるフィールドとの類似度に関する閾値である。閾値は、例えば、装置関連情報取得部421が取得した1以上の各装置関連情報を要素とするベクトルと1以上の各正常装置関連情報を要素とするベクトルとの類似度に関する閾値である。
The
なお、閾値は、手順ごとに格納されていても良い。つまり、1以上の各閾値は、手順識別子に対応付いていても良い。 The thresholds may be stored for each procedure. That is, each of the one or more thresholds may be associated with a procedure identifier.
正常装置関連情報格納部411には、1または2以上の正常装置関連情報が格納される。正常装置関連情報は、正常作業が行われた場合の装置関連情報である。正常装置関連情報は、例えば、手順識別子に対応付いている。正常装置関連情報は、正例の教師データを構成する情報でも良い。つまり、正常装置関連情報格納部411は、教師データ格納部211に含まれていても良い。
The normal device related
正常装置関連情報格納部411には、例えば、正常な作業を行った場合に取得される2以上の各装置関連情報を要素とするベクトルが格納される。
The normal device related
処理部42は、各種の処理を行う。各種の処理は、例えば、検査動画取得部221、装置関連情報取得部421、判断部422が行う処理である。
The
検査動画取得部221は、例えば、装置Cの画面のキャプチャである画像を取得しても良い。検査動画取得部221は、例えば、装置Cの画面のキャプチャである2以上の画像を取得しても良い。かかる場合、カメラ1は不要である。
The inspection
例えば、装置Cがドローンのような移動体である場合、検査動画取得部221は、例えば、外部のカメラ1が取得した画像と、ドローンが具備するカメラ1が取得した画像の両方の画像を取得しても良いし、ドローンが具備するカメラ1が取得した画像のみを取得しても良い。検査動画取得部221は、例えば、ドローンが運搬している荷物を離した(地上やビル等の所定箇所に置いた)ことを示す信号が受信されたタイミングと同期する、または当該タイミングと予め決められた条件を満たす近い時の1または2以上の画像であり、カメラ1が撮影した画像を取得する。
For example, if device C is a moving object such as a drone, inspection
装置関連情報取得部421は、装置Cから1または2以上の装置関連情報を取得する。装置関連情報取得部421は、通常、稼働中の装置Cから装置関連情報を取得する。装置Cから装置関連情報を取得する技術は公知技術であるので、詳細な説明を省略する。
The device-related
装置関連情報取得部421は、例えば、装置Cに入力された1以上の入力装置関連情報を取得する。装置関連情報取得部421は、例えば、装置C内で発生した1以上の発生装置関連情報を取得する。装置関連情報取得部421は、例えば、装置Cが出力した1以上の出力装置関連情報を取得する。
The device-related
装置関連情報取得部421は、装置Cから装置関連情報を受信しても良いし、装置Cから送信された当該情報を受信した図示しない装置から受信しても良い。装置関連情報取得部421が装置関連情報を取得する方法は問わない。
The device-related
装置関連情報取得部421は、手順ごとに、手順識別子に対応付けて、装置関連情報を取得することは好適である。
It is preferable that the device-related
装置関連情報取得部421は、判断部422が判断のために使用するフィールドと、当該フィールドの時に対応する時の装置関連情報を取得することは好適である。つまり、判断部422が判断のために使用するフィールドと装置関連情報との同期が取れていることは好適である。
It is preferable that the device-related
判断部422は、正常動画と正常装置関連情報に基づく教師データを用いて、検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する。判断部422は、正常装置関連情報と正常動画とに基づく教師データを用いて、検査動画および装置関連情報に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する。
The
判断部422は、例えば、検査動画が有する各フィールドに対して、正しい手順であるか否かを判断するためのフィールドとして使用するか否かを判断するための第二学習器を用いて、機械学習の予測処理を行い、使用するとの予測結果に対応する1以上のフィールドを取得し、当該1以上のフィールドを用いて、以下の判断処理を行うことは好適である。
For example, the
装置Cが、例えば、ドローン等の移動体である場合、判断部422は、例えば、検査動画取得部221が取得した1または2以上の画像と、正例の画像とを用いて、荷物の運搬が正常に行われたか否かを判断する。判断部422は、例えば、正例の画像との類似度が閾値以上の画像が、検査動画取得部221が取得した1以上の画像の中に含まれる場合には、荷物の運搬が正常に行われた、と判断する。また、判断部422は、例えば、検査動画取得部221が取得した1または2以上の各画像と学習器とを用いて、機械学習のアルゴリズムにより、学習処理を行い、各画像が正常であるか否かを示す予測結果を取得する。
When the device C is a mobile object such as a drone, the
装置Cが、例えば、ドローン等の移動体である場合、判断部422は、例えば、荷物を保持する信号と同期する1以上の画像であり、検査動画取得部221が取得した1以上の画像と、正例の画像とを用いて、装置Cが、荷物を正常に保持したか否かを判断しても良い。かかる判断方法は、上述したように画像の類似度を用いても良いし、機械学習のアルゴリズムを用いても良い。
When device C is a moving object such as a drone, for example, the
装置Cが、例えば、ドローン等の移動体である場合、判断部422は、例えば、装置Cの出力装置関連情報である1または2以上の位置情報と、正例の1以上の位置情報とを用いて、予定されている飛行ルートを正常に移動しているか否かを判断する。装置Cの出力装置関連情報である1または2以上の位置情報は、実際に飛行したルートを特定する情報である。正例の1以上の位置情報は、予定されている飛行ルートを特定する情報である。判断部422は、例えば、出力装置関連情報である1または2以上の位置情報を有するベクトルと、正例の1以上の位置情報を有するベクトルとの類似度を算出し、当該類似度が閾値以上または閾値より大きい場合に、正常であると判断する。判断部422は、例えば、出力装置関連情報である1または2以上の各位置情報と、予定されている飛行ルートを特定する三次元空間上の線との距離を算出し、当該距離が閾値以内または閾値より小さい場合に、正常であると判断する。なお、判断部422が飛行ルートが正常であるか否かを判断する方法は問わない。
When the device C is a mobile object such as a drone, the
判断部422は、例えば、以下のいずれかのアルゴリズムにより、検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する。第一の方法は、動画と装置関連情報の両方を一度に用いる方法である。第二の方法は、装置関連情報を用いて第一の検査を行った後に、動画を用いて第二の検査を行う方法である。第三の方法は、動画を用いて第二の検査を行った後に、装置関連情報を用いて第一の検査を行う方法である。以下、各々について、説明する。
(1)第一の方法
The
(1) First Method
第一の方法において、手順ごとの第三学習器を使用する場合と、一つの第三学習器を使用する場合、ベクトルの類似度を使用する場合とがある。
(1-2)手順ごとの第三学習器を使用する場合
In the first method, there are a case where a third learning device for each procedure is used, a case where one third learning device is used, and a case where vector similarity is used.
(1-2) When using the third learning module for each step
判断部422は、手順ごとに、検査動画取得部221が取得した検査動画のうちの一のフィールドを取得し、当該フィールドの1以上の特徴量を取得する。また、判断部422は、手順ごとに、装置関連情報取得部421が取得した1以上の装置関連情報を取得する。そして、判断部422は、手順ごとに、1以上の各特徴量と1以上の各装置関連情報とを要素とするベクトルを構成する。次に、判断部422は、手順ごとに、第三学習器を取得する。次に、判断部422は、手順ごとに、ベクトルと第三学習器とを用いて、機械学習の予測処理を行い、予測結果を取得する。なお、予測結果は、作業が「正常」または「異常」であることを示す情報である。かかる場合、第三学習器は、作業が「正常」か「異常」かを識別する二値分類の学習器である。
The
また、1以上の特徴量は、画像の特徴量である。画像の特徴量は、例えば、空間的な特徴量である。空間的な特徴量は、例えば、局所画像特徴(SIFT)、画素値、アクティビティ、時空間相関、動きベクトル、周波数分布である。また、アクティビティは、例えば、複数の画素の最大値および最小値、ダイナミックレンジ(DR)、複数の画素の間の差分値、画像全体の画素値分布、画像全体の動きベクトル分布、1または2以上の画像全体の時空間相関である。 The one or more feature quantities are image feature quantities. The image feature quantity is, for example, a spatial feature quantity. The spatial feature quantity is, for example, a local image feature (SIFT), a pixel value, an activity, a spatiotemporal correlation, a motion vector, and a frequency distribution. The activity is, for example, a maximum value and a minimum value of multiple pixels, a dynamic range (DR), a difference value between multiple pixels, a pixel value distribution of the entire image, a motion vector distribution of the entire image, and one or more spatiotemporal correlations of the entire image.
判断部422は、リアルタイムに現在行われている手順において、予測結果を取得することは好適である。
(1-2)一つの第三学習器を使用する場合
It is preferable that the
(1-2) When using one third learning module
判断部422は、手順ごとに、検査動画取得部221が取得した検査動画のうちの一のフィールドを取得し、一のフィールドと装置関連情報取得部421が取得した装置関連情報と第三学習器とを用いて、機械学習の予測処理により、検査画像取得手段が取得した一のフィールドに対応する手順を識別する手順識別子を取得し、手順識別子がカレント手順識別子と一致するか否かを判断する。
The
なお、判断部422は、例えば、検査対象の一のフィールドから1以上の特徴量を取得し、当該1以上の各特徴量と装置関連情報取得部421が取得した1以上の各装置関連情報とを要素とするベクトルを構成する。次に、判断部422は、当該ベクトルと一つの第三学習器とを用いて、機械学習の予測処理を行い、手順識別子を取得し、当該手順識別子がカレント手順識別子と一致するか否かを判断する。かかる場合、第三学習器は、複数の手順識別子のうちの一の手順識別子を決定する多値分類の学習器であることは好適である。
(1-3)ベクトルの類似度を使用する場合
For example, the
(1-3) When using vector similarity
判断部422は、手順ごとに、検査動画取得部221が取得した検査動画のうちの一のフィールドを取得し、当該フィールドの1以上の特徴量を取得する。また、判断部422は、手順ごとに、装置関連情報取得部421が取得した1以上の装置関連情報を取得する。そして、判断部422は、手順ごとに、1以上の各特徴量と1以上の各装置関連情報とを要素とするベクトルを構成する。
For each procedure, the
次に、判断部422は、手順ごとに、正常である作業に対応する教師データであるベクトルを格納部41から取得する。次に、判断部422は、手順ごとに、構成したベクトルと教師データであるベクトルとの類似度を算出する。次に、判断部422は、類似度が閾値以上または閾値より大きいか(正常であるか否か)を判断する。
(2)第二の方法
Next, the
(2) Second Method
第一判断手段4221は、装置関連情報取得部421が取得した装置関連情報と正常装置関連情報とを用いて、検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する(「第一判断」と言う)。次に、第二判断手段4222は、第一判断手段4221における判断結果が正しいとの判断である場合に、正常動画に基づく教師データを用いて、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する(「第二判断」と言う)。 The first judgment means 4221 judges whether the procedure of the work to be inspected is correct or not using the equipment-related information and normal equipment-related information acquired by the equipment-related information acquisition unit 421 (referred to as the "first judgment"). Next, when the judgment result of the first judgment means 4221 is that the procedure is correct, the second judgment means 4222 judges whether the procedure of the work to be inspected for the inspection video is correct or not using teacher data based on the normal video (referred to as the "second judgment").
なお、第一判断の具体例は、以下の3つである。
(2-1-1)手順ごとの第三学習器を使用する場合
The following three examples are examples of the first judgment.
(2-1-1) When using the third learning module for each step
第一判断において、例えば、第一判断手段4221は、手順ごとに、装置関連情報取得部421が取得した1以上の各装置関連情報を要素とするベクトルを構成し、当該ベクトルと各手順に対応する第三学習器とを用いて、機械学習の予測処理を行い、対応する手順の動作が正常であるか否かを示す予測結果を取得する。なお、かかる場合、各手順識別子に対応付く2以上の第三学習器が存在する。また、第三学習器は、1以上の各装置関連情報を説明変数とし、対応する手順の動作が正常であるか否かを示す情報を目的変数とする学習器である。
(2-1-2)一つの第三学習器を使用する場合
In the first judgment, for example, the first judgment means 4221 constructs a vector for each procedure, the elements of which are one or more pieces of device-related information acquired by the device-related
(2-1-2) When using one third learning module
第一判断において、例えば、第一判断手段4221は、手順ごとに、機械学習のアルゴリズムを用いて、装置関連情報取得部421が取得した1以上の各装置関連情報を要素とするベクトルを構成し、当該ベクトルと一の第三学習器とを用いて、機械学習の予測処理を行い、手順識別子を取得する。そして、第一判断手段4221は、取得した手順識別子とカレント手順識別子とが一致するか否かを判断する。一致する場合は正常であり、一致しない場合は正常でない。
(2-1-3)ベクトルの類似度を使用する場合
In the first judgment, for example, the first judgment means 4221 uses a machine learning algorithm to construct a vector whose elements are one or more pieces of device-related information acquired by the device-related
(2-1-3) When using vector similarity
第一判断において、例えば、第一判断手段4221は、手順ごとに、装置関連情報取得部421が取得した1以上の各装置関連情報を要素とするベクトルを構成する。次に、第一判断手段4221は、手順ごとに、当該ベクトルと、対応する手順の手順識別子に対応付くベクトル(正常な作業に対応するベクトル)との類似度を算出する。次に、第一判断手段4221は、手順ごとに、類似度が閾値以上または閾値より大きいか否か(正常であるか否か)を判断する。
In the first judgment, for example, the first judgment means 4221 constructs, for each procedure, a vector whose elements are one or more pieces of device-related information acquired by the device-related
また、第二判断の具体例は、以下の3つである。
(2-2-1)手順ごとの第三学習器を使用する場合
The following three examples are specific examples of the second judgment.
(2-2-1) When using the third learning module for each step
第二判断において、例えば、第二判断手段4222は、手順ごとに、検査動画取得部221が取得した検査動画のうちの一のフィールドを取得し、当該フィールドの2以上の特徴量を取得し、当該2以上の各特徴量を要素とするベクトルを構成する。次に、第二判断手段4222は、手順ごとに、第三学習器を取得する。次に、第二判断手段4222は、手順ごとに、ベクトルと第三学習器とを用いて、機械学習の予測処理を行い、予測結果を取得する。なお、予測結果は、作業が「正常」または「異常」であることを示す情報である。かかる場合、第三学習器は、作業が「正常」か「異常」かを識別する二値分類の学習器である。また、第三学習器は、フィールドの2以上の特徴量を説明変数とする学習器である。
(2-2-2)一つの第三学習器を使用する場合
In the second judgment, for example, the second judgment means 4222 acquires one field of the inspection video acquired by the inspection
(2-2-2) When using one third learning device
第二判断において、例えば、第二判断手段4222は、手順ごとに、検査動画取得部221が取得した検査動画のうちの一のフィールドを取得し、当該フィールドの2以上の特徴量を取得し、当該2以上の各特徴量を要素とするベクトルを構成する。次に、第二判断手段4222は、一の第三学習器を取得する。次に、第二判断手段4222は、手順ごとに、ベクトルと第三学習器とを用いて、機械学習の予測処理を行い、手順識別子を取得する。そして、第二判断手段4222は、取得した手順識別子とカレント手順識別子とが一致するか否かを判断する。
(2-2-3)ベクトルの類似度を使用する場合
In the second judgment, for example, the second judgment means 4222 acquires one field of the inspection video acquired by the inspection
(2-2-3) When using vector similarity
第二判断において、例えば、第二判断手段4222は、手順ごとに、検査動画取得部221が取得した検査動画のうちの一のフィールドを取得し、当該フィールドの2以上の特徴量を取得し、当該2以上の各特徴量を要素とするベクトルを構成する。次に、第二判断手段4222は、手順ごとに、当該ベクトルと、対応する手順の手順識別子に対応付くベクトル(正常な作業に対応するベクトル)との類似度を算出する。次に、第二判断手段4222は、手順ごとに、類似度が閾値以上または閾値より大きいか否か(正常であるか否か)を判断する。
(3)第三の方法
In the second judgment, for example, the second judgment means 4222 acquires, for each procedure, one field of the inspection video acquired by the inspection
(3) The third method
第二判断手段4222は、正常動画に基づく教師データを用いて、検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する(「第二判断」を行う)。次に、第二判断手段4222における判断結果が正しいとの判断である場合に、第一判断手段4221は、装置関連情報取得部421が取得した装置関連情報と正常装置関連情報とを用いて、検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する(「第一判断」を行う)。なお、第二判断、および第一判断の具体的な処理例については上述したので、ここでの説明は省略する。
The second judgment means 4222 uses teacher data based on the normal video to judge whether the procedure of the work to be inspected for the inspection video is correct (performs a "second judgment"). Next, if the judgment result of the second judgment means 4222 is that the procedure is correct, the first judgment means 4221 uses the equipment-related information and normal equipment-related information acquired by the equipment-related
次に、検査システムBの動作例について説明する。まず、検査装置4の動作例について、図16のフローチャートを用いて説明する。図16のフローチャートにおいて、図3のフローチャートと同等のステップについて、説明を省略する。 Next, an example of the operation of the inspection system B will be described. First, an example of the operation of the inspection device 4 will be described using the flowchart in FIG. 16. In the flowchart in FIG. 16, the explanation of the steps equivalent to those in the flowchart in FIG. 3 will be omitted.
(ステップS1601)装置関連情報取得部421は、i番目の手順に対応する1または2以上の装置関連情報を取得する。i番目の手順に対応する装置関連情報は、例えば、ステップS304で取得された1以上のフィールドが撮影された時または時間において装置Cから取得された装置関連情報である。取得される装置関連情報は、ステップS304で取得された1以上のフィールドに同期している情報であることは好適である。
(Step S1601) The device-related
(ステップS1602)判断部422は、ステップS304で取得された1以上のフィールド、およびステップS1601で取得された1または2以上の装置関連情報を用いて、i番目の手順における作業が正常であるか否かを判断する。ステップS306に行く。なお、かかる判断処理の例について、図17から図22のフローチャートを用いて説明する。
(Step S1602) The
なお、図16のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。 In the flowchart in Figure 16, processing ends when the power is turned off or an interrupt occurs to end processing.
また、図16のフローチャートにおいて、カウンタiのインクリメントに従って、カレント手順格納部214のカレント手順識別子が次の手順識別子に更新される。
In addition, in the flowchart of FIG. 16, the current procedure identifier in the current
次に、ステップS1602の判断処理の第一の例について、図17のフローチャートを用いて説明する。図17のフローチャートにおいて、図5のフローチャートと同等のステップについて、説明を省略する。 Next, a first example of the determination process in step S1602 will be described using the flowchart in FIG. 17. In the flowchart in FIG. 17, the description of steps equivalent to those in the flowchart in FIG. 5 will be omitted.
(ステップS1701)判断部422は、学習器格納部212から第三学習器を取得する。
(Step S1701) The
(ステップS1702)判断部422は、ステップS304で取得された1以上のフィールドから1以上の特徴量を取得する。特徴量は、画像の特徴量である。特徴量は、2以上のフィールドにおける時間的な特徴量でも良い。時間的な特徴量は、例えば、画像全体の動きベクトル分布、2以上の画像全体の時空間相関である。
(Step S1702) The
(ステップS1703)判断部422は、ステップS1702で取得した1以上の各特徴量、およびステップS1601で取得された1以上の各装置関連情報を要素とするベクトルを構成する。
(Step S1703) The
(ステップS1704)判断部422は、機械学習の予測処理を行うモジュールに、ステップS1701で取得した第三学習器とステップS1703で取得したベクトルとを与え、当該モジュールを実行し、手順識別子を取得する。ステップS505に行く。
(Step S1704) The
次に、ステップS1602の判断処理の第二の例について、図18のフローチャートを用いて説明する。図18のフローチャートにおいて、図5、図6のフローチャートと同等のステップについて、説明を省略する。 Next, a second example of the determination process in step S1602 will be described using the flowchart in FIG. 18. In the flowchart in FIG. 18, the description of steps equivalent to those in the flowcharts in FIG. 5 and FIG. 6 will be omitted.
(ステップS1801)判断部422は、i番目の手順識別子と対になる第三学習器が学習器格納部212に存在するか否かを判断する。
(Step S1801) The
(ステップS1802)判断部422は、i番目の手順識別子と対になる第三学習器を学習器格納部212から取得する。ステップS1702に行く。
(Step S1802) The
(ステップS1803)判断部422は、機械学習の予測処理を行うモジュールに、ステップS1802で取得した第三学習器とステップS1703で取得したベクトルとを与え、当該モジュールを実行し、手順識別子を取得する。ステップ607に行く。
(Step S1803) The
次に、ステップS1602の判断処理の第三の例について、図19のフローチャートを用いて説明する。図19のフローチャートにおいて、図5、図17のフローチャートと同等のステップについて、説明を省略する。 Next, a third example of the determination process in step S1602 will be described using the flowchart in FIG. 19. In the flowchart in FIG. 19, the description of steps equivalent to those in the flowcharts in FIG. 5 and FIG. 17 will be omitted.
次に、ステップS1602の判断処理の第四の例について、図20のフローチャートを用いて説明する。図20のフローチャートにおいて、図7、図17のフローチャートと同等のステップについて、説明を省略する。 Next, a fourth example of the determination process in step S1602 will be described using the flowchart in FIG. 20. In the flowchart in FIG. 20, the description of steps equivalent to those in the flowcharts in FIG. 7 and FIG. 17 will be omitted.
(ステップS2001)判断部422は、i番目の手順に対応する教師データを教師データ格納部211から取得する。ここでの教師データは、i番目の手順における正常な作業を撮影した1以上のフィールド、およびi番目の手順における正常な作業時の1以上の装置関連情報を用いて構成されたベクトルである。
(Step S2001) The
(ステップS2002)判断部422は、ステップS2001で取得した教師データであるベクトルと、ステップS1703で構成したベクトルとの類似度を算出する。ステップS706に行く。
(Step S2002) The
次に、ステップS1602の判断処理の第五の例について、図21のフローチャートを用いて説明する。図21のフローチャートにおいて、図5のフローチャートと同等のステップについて、説明を省略する。 Next, a fifth example of the determination process in step S1602 will be described using the flowchart in FIG. 21. In the flowchart in FIG. 21, the description of steps equivalent to those in the flowchart in FIG. 5 will be omitted.
(ステップS2101)第一判断手段4221は、ステップS1601で取得された1以上の装置関連情報を用いて、第一判断を行う。なお、第一判断処理の例について、図22のフローチャートを用いて説明する。 (Step S2101) The first determination means 4221 performs a first determination using one or more pieces of device-related information acquired in step S1601. An example of the first determination process is described using the flowchart in FIG. 22.
(ステップS2102)第一判断手段4221は、ステップS2101における第一判断の結果が「正常」であればステップS2103に進め、「エラー」であればステップS507に進める。 (Step S2102) If the result of the first judgment in step S2101 is "normal", the first judgment means 4221 proceeds to step S2103, and if the result is "error", the first judgment means 4221 proceeds to step S507.
(ステップS2103)第二判断手段4222は、ステップS304で取得された1以上のフィールドを用いて、第二判断を行う。第二判断の処理の例は、実施の形態1における、図5、図6、図7、図8の各々の判断処理である。 (Step S2103) The second determination means 4222 performs a second determination using one or more fields acquired in step S304. Examples of the second determination process are the determination processes in each of Figures 5, 6, 7, and 8 in embodiment 1.
(ステップS2104)第二判断手段4222は、ステップS2103における第二判断の結果が「正常」であればステップS506に進め、「エラー」であればステップS507に進める。 (Step S2104) If the result of the second judgment in step S2103 is "normal", the second judgment means 4222 proceeds to step S506, and if the result is "error", the second judgment means 4222 proceeds to step S507.
次に、ステップS2101の第一判断処理の例について、図22のフローチャートを用いて説明する。図22のフローチャートにおいて、図7のフローチャートと同等のステップについて、説明を省略する。 Next, an example of the first judgment process in step S2101 will be described using the flowchart in FIG. 22. In the flowchart in FIG. 22, explanations of steps equivalent to those in the flowchart in FIG. 7 will be omitted.
(ステップS2201)第一判断手段4221は、対応する手順識別子と対になる教師データを教師データ格納部211から取得する。なお、ここでの教師データは、対応する手順において、正常な作業が行われた場合に取得される2以上の装置関連情報を用いて構成されたベクトルである。
(Step S2201) The first judgment means 4221 acquires teacher data paired with the corresponding procedure identifier from the teacher
(ステップS2202)第一判断手段4221は、ステップS1601で取得された2以上の装置関連情報を用いて、ベクトルを構成する。 (Step S2202) The first judgment means 4221 constructs a vector using two or more pieces of device-related information acquired in step S1601.
(ステップS2203)第一判断手段4221は、ステップS2201で取得した教師データとステップS2202で取得したベクトルとの類似度を算出する。ステップS706に行く。 (Step S2203) The first judgment means 4221 calculates the similarity between the training data acquired in step S2201 and the vector acquired in step S2202. Go to step S706.
以上、本実施の形態によれば、装置Cを用いて行った2以上の手順を有する作業を撮影して得られた動画と装置Cを用いて作業を行った場合の装置関連情報とを用いて、装置Cを用いた作業が正しく行われているか否かを判断できる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to determine whether or not a task using device C is being performed correctly by using a video obtained by filming a task having two or more steps performed using device C and device-related information when the task is performed using device C.
また、本実施の形態によれば、装置関連情報を用いた判断を行った後に、かかる判断が正常である場合のみ、検査画像を用いた判断を行う結果、精度高く、効率的に作業の正常性を判断できる。 In addition, according to this embodiment, after making a judgment using the device-related information, only if the judgment is normal is a judgment made using the inspection image, so that the normality of the work can be judged accurately and efficiently.
また、本実施の形態によれば、検査画像を用いた判断を行った後に、かかる判断が正常である場合のみ、装置関連情報を用いた判断を行う結果、精度高く、効率的に作業の正常性を判断できる。 In addition, according to this embodiment, after making a judgment using the inspection image, only if the judgment is normal is a judgment made using the device-related information, so that the normality of the work can be judged accurately and efficiently.
さらに、本実施の形態によれば、装置Cを用いて作業を行った場合の装置関連情報をも用いて、機械学習のアルゴリズムにより、当該作業が正しく行われているか否かを判断できる。 Furthermore, according to this embodiment, when a task is performed using device C, the machine learning algorithm can also be used to determine whether the task is being performed correctly.
さらに、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをCD-ROMなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における検査装置4を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、2以上の手順を有する検査対象の作業である検査対象作業が行われているところを撮影した動画である検査動画を取得する検査動画取得部と、前記検査対象の作業のために装置に入力された情報または装置内で発生した情報または装置から出力された情報である装置関連情報を取得する装置関連情報取得部と、前記正常作業が行われた場合の装置関連情報である正常装置関連情報と前記正常動画とに基づく教師データを用いて、前記検査動画および前記装置関連情報に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する判断部と、前記判断部の判断結果に関する判断結果情報を出力する出力部として機能させるためのプログラムである。 Furthermore, the processing in this embodiment may be realized by software. This software may be distributed by software download or the like. This software may also be recorded on a recording medium such as a CD-ROM and distributed. This also applies to other embodiments in this specification. The software that realizes the inspection device 4 in this embodiment is the following program. In other words, this program causes a computer to function as an inspection video acquisition unit that acquires an inspection video, which is a video of an inspection target work that is an inspection target work having two or more procedures, being performed, an equipment-related information acquisition unit that acquires equipment-related information that is information input to the equipment for the inspection target work, information generated within the equipment, or information output from the equipment, a judgment unit that judges whether the procedure of the inspection target work is correct for the inspection video and the equipment-related information using teacher data based on normal equipment-related information, which is equipment-related information when the normal work is performed, and the normal video, and an output unit that outputs judgment result information regarding the judgment result of the judgment unit.
(実施の形態4)
本実施の形態において、学習装置5について説明する。また、本実施の形態において、学習装置5は、実施の形態4で説明した検査装置4が使用する学習器を構成する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a description will be given of a learning device 5. In this embodiment, the learning device 5 constitutes a learning unit used by the inspection device 4 described in the fourth embodiment.
図23は、本実施の形態における学習装置5のブロック図である。学習装置5は、学習格納部51、および学習処理部52を備える。学習格納部51は、教師データ格納部511を備える。学習処理部52は、教師データ取得部521、および学習部522を備える。
Figure 23 is a block diagram of the learning device 5 in this embodiment. The learning device 5 includes a
学習格納部51には、各種の情報が格納される。各種の情報は、例えば、1または2以上の正常動画、教師データ、第三学習器である。
The learning
教師データ格納部511には、第三学習器を構成するための2以上の教師データが格納される。かかる教師データは、例えば、正常動画から、ユーザが選択したフィールドであり、判断手段2222の判断処理に使用されるフィールドから取得された1以上の各特徴量と1以上の各正常装置関連情報を要素とするベクトル(正例のベクトル)である。 The teacher data storage unit 511 stores two or more teacher data for constructing a third learning device. Such teacher data is, for example, a field selected by the user from a normal video, and is a vector (vector of positive examples) whose elements are one or more feature amounts obtained from the field used in the judgment process of the judgment means 2222 and one or more pieces of normal device-related information.
また、教師データは、例えば、正常動画から、ユーザが選択した1または2以上のフィールドである。また、教師データは、例えば、装置Cが正常な動作を行った場合に取得される1または2以上の正常装置関連情報である。 The teacher data is, for example, one or more fields selected by the user from the normal video. The teacher data is, for example, one or more pieces of normal device-related information acquired when device C operates normally.
また、教師データは、例えば、動画(例えば、正常動画、または異常な作業を行った場合に撮影された異常動画)から、ユーザが選択した1以上のフィールドであり、判断手段2222の判断処理に使用されない1以上のフィールドから取得された1以上の各特徴量と1以上の各異常装置関連情報を要素とするベクトル(負例のベクトル)である。 The training data is, for example, one or more fields selected by the user from a video (e.g., a normal video or an abnormal video taken when an abnormal task is performed), and is a vector (vector of negative examples) whose elements are one or more feature amounts and one or more pieces of abnormal device-related information obtained from one or more fields not used in the judgment process of the judgment means 2222.
また、教師データは、例えば、動画(例えば、正常動画、または異常な作業を行った場合に撮影された異常動画)から、ユーザが選択した1以上のフィールドである。また、教異常装置関連情報である。 The teaching data is, for example, one or more fields selected by the user from a video (for example, a normal video or an abnormal video taken when an abnormal task is performed). It is also information related to the teaching abnormality device.
教師データ格納部511の教師データは、学習処理部52が蓄積しても良いし、図示しない手段により蓄積されても良い。教師データ格納部511への教師データの蓄積方法は問わない。
The teacher data in the teacher data storage unit 511 may be stored by the
学習処理部52は、各種の処理を行う。各種の処理とは、例えば、教師データ取得部521、学習部522が行う処理である。
The
教師データ取得部521は、2以上の手順ごとに、正常動画の中から、予め決められた条件を満たす1以上のフィールドと正常装置関連情報と手順識別子との組である2以上の教師データを取得する。
The teacher
教師データ取得部521は、例えば、2以上の手順ごとに、正常動画の中から、予め決められた条件を満たす1以上のフィールドと1以上の正常装置関連情報とを取得する。そして、教師データ取得部521は、1以上のフィールドを用いて、1以上の特徴量を取得する。次に、教師データ取得部521は、1以上の各特徴量と1以上の各正常装置関連情報を要素とするベクトルである教師データ(正例)を構成する。次に、教師データ取得部521は、ベクトルを対応する手順の手順識別子に対応付けて、教師データ格納部511に蓄積する。
The teacher
また、教師データ取得部521は、例えば、2以上の手順ごとに、異常動画の中から、予め決められた条件を満たす1以上のフィールドと1以上の異常装置関連情報とを取得する。次に、教師データ取得部521は、1以上のフィールドから1以上の特徴量を取得する。次に、教師データ取得部521は、1以上の各特徴量と1以上の各異常装置関連情報を要素とする負例のベクトルを取得し、教師データ格納部511に蓄積する。
教師データ取得部521は、例えば、教師データ格納部511から2以上の教師データを読み出す。
Furthermore, the teacher
The teacher
なお、上記のベクトルを取得する処理は、学習部522が行っても良い。
The process of obtaining the above vectors may be performed by the
学習部522は、教師データ取得部521が取得した2以上の教師データを用いて、機械学習の学習処理を行い、第三学習器を取得し、当該第三学習器を蓄積する。なお、機械学習のアルゴリズムは、上述した通り、問わない。
The
次に、学習装置5の第一の動作例について、図24のフローチャートを用いて説明する。図24のフローチャートにおいて、図10と同様のステップについて、説明は省略する。 Next, a first operation example of the learning device 5 will be described with reference to the flowchart in FIG. 24. In the flowchart in FIG. 24, the description of the same steps as those in FIG. 10 will be omitted.
(ステップS2401)教師データ取得部321は、1以上の装置関連情報を取得する。1以上の装置関連情報を取得する方法は、装置関連情報取得部421と同じ方法で良い。
(Step S2401) The teacher
(ステップS2402)教師データ取得部321は、ステップS1005で取得した1以上のフィールドから、1以上の特徴量を取得する。そして、教師データ取得部321は、当該1以上の各特徴量と、ステップS2401で取得した1以上の各装置関連情報を要素とするベクトルを構成し、当該ベクトルをj番目の手順識別子に対応付けて、教師データ格納部511に蓄積する。ステップS1007に行く。なお、ベクトルは、教師データである。
(Step S2402) The teacher
(ステップS2403)学習部522は、ステップS2402で教師データ格納部511に蓄積された2以上の教師データを、機械学習の学習処理のモジュールに与え、当該モジュールを実行し、第三学習器を取得する。ここでの第三学習器は、ベクトルの各要素を説明変数とし、手順識別子を目的変数とする学習器である。
(Step S2403) The
(ステップS2404)学習部522は、ステップS2403で取得した第三学習器を学習格納部51に蓄積する。処理を終了する。
(Step S2404) The
次に、学習装置5の第二の動作例について、図25のフローチャートを用いて説明する。図24のフローチャートにおいて、図10、図11、図24と同様のステップについて、説明は省略する。 Next, a second operation example of the learning device 5 will be described with reference to the flowchart in FIG. 25. In the flowchart in FIG. 24, the same steps as those in FIG. 10, FIG. 11, and FIG. 24 will not be described.
(ステップS2501)学習部522は、1以上の正例と1以上の負例とを、機械学習の学習処理を行うモジュールに与え、当該モジュールを実行し、第三学習器を取得する。
(Step S2501) The
(ステップS2502)学習部522は、ステップS2501で取得した第三学習器を、k番目の手順の手順識別子と対にして蓄積する。なお、ここでの第三学習器は、ベクトルの各要素を説明変数とし、該当する手順であるか否かを示す情報を目的変数とする。ここでの第三学習器は、二値分類を行うための学習器である。
(Step S2502) The
以上、本実施の形態によれば、検査装置4が使用できる学習器が得られる。なお、学習器は、第三学習器である。なお、検査装置4は、検査装置2が取得する第一学習器、または第二学習器も取得しても良い。さらに詳細には、本実施の形態によれば、2以上の手順を有する作業を撮影し、かつ装置Cから装置関連情報を取得することにより、リアルタイムに、当該作業が正しく行われているか否かを判断するための学習器を取得できる。 As described above, according to this embodiment, a learning device that can be used by the inspection device 4 is obtained. The learning device is a third learning device. The inspection device 4 may also acquire the first learning device or the second learning device acquired by the inspection device 2. More specifically, according to this embodiment, by photographing an operation having two or more steps and acquiring device-related information from the device C, a learning device for determining whether the operation is being performed correctly in real time can be acquired.
また、本実施の形態における学習装置5を実現するためのプログラムは、2以上の手順を有する正しい作業である正常作業が行われているところを撮影した動画である正常動画と前記正常作業が行われた場合の装置関連情報である正常装置関連情報とに基づく1以上の教師データが格納される教師データ格納部にアクセス可能なコンピュータを、前記2以上の手順ごとに、前記正常動画の中から、予め決められた条件を満たす1以上のフィールドと前記正常装置関連情報と手順識別子との組である2以上の部分教師データを取得する教師データ取得部と、前記2以上の部分教師データに対して機械学習の学習処理を行い、学習器を取得し、当該学習器を蓄積する学習部として機能させるためのプログラムである。 The program for realizing the learning device 5 in this embodiment is a program for making a computer that can access a teacher data storage unit that stores one or more teacher data based on a normal video, which is a video captured of a normal operation, which is a correct operation having two or more steps, being performed, and normal device-related information, which is device-related information when the normal operation is performed, function as a teacher data acquisition unit that acquires, for each of the two or more steps, from the normal video, two or more partial teacher data that are combinations of one or more fields that satisfy a predetermined condition, the normal device-related information, and a step identifier, and a learning unit that performs machine learning learning processing on the two or more partial teacher data, acquires a learner, and accumulates the learner.
また、図26は、本明細書で述べたプログラムを実行して、上述した種々の実施の形態の検査装置2または学習装置3を実現するコンピュータの外観を示す。上述の実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムで実現され得る。図26は、このコンピュータシステム300の概観図であり、図27は、システム300のブロック図である。
FIG. 26 also shows the appearance of a computer that executes the programs described in this specification to realize the inspection device 2 or learning device 3 of the various embodiments described above. The above-mentioned embodiments can be realized by computer hardware and a computer program executed thereon. FIG. 26 is an overview of this
図26において、コンピュータシステム300は、CD-ROMドライブを含むコンピュータ301と、キーボード302と、マウス303と、モニタ304とを含む。
In FIG. 26,
図27において、コンピュータ301は、CD-ROMドライブ3012に加えて、MPU3013と、CD-ROMドライブ3012等に接続されたバス3014と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのROM3015と、MPU3013に接続され、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶するとともに一時記憶空間を提供するためのRAM3016と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するためのハードディスク3017とを含む。ここでは、図示しないが、コンピュータ301は、さらに、LANへの接続を提供するネットワークカードを含んでも良い。
In FIG. 27, in addition to a CD-
コンピュータシステム300に、上述した実施の形態の検査装置2等の機能を実行させるプログラムは、CD-ROM3101に記憶されて、CD-ROMドライブ3012に挿入され、さらにハードディスク3017に転送されても良い。これに代えて、プログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ301に送信され、ハードディスク3017に記憶されても良い。プログラムは実行の際にRAM3016にロードされる。プログラムは、CD-ROM3101またはネットワークから直接、ロードされても良い。
The program that causes the
プログラムは、コンピュータ301に、上述した実施の形態の検査装置2等の機能を実行させるオペレーティングシステム(OS)、またはサードパーティープログラム等は、必ずしも含まなくても良い。プログラムは、制御された態様で適切な機能(モジュール)を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいれば良い。コンピュータシステム300がどのように動作するかは周知であり、詳細な説明は省略する。
The program does not necessarily have to include an operating system (OS) that causes the
なお、上記プログラムにおいて、情報を送信するステップや、情報を受信するステップなどでは、ハードウェアによって行われる処理、例えば、送信ステップにおけるモデムやインターフェースカードなどで行われる処理(ハードウェアでしか行われない処理)は含まれない。 In the above program, the steps of transmitting information and receiving information do not include processing performed by hardware, such as processing performed by a modem or interface card in the transmission step (processing that is performed only by hardware).
また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。つまり、検査装置2等は、スタンドアロンの装置であっても良く、2以上の装置から構成されても良い。 The computer that executes the above program may be a single computer or multiple computers. In other words, centralized processing or distributed processing may be performed. In other words, the inspection device 2, etc. may be a standalone device or may be composed of two or more devices.
また、上記各実施の形態において、一の装置に存在する2以上の通信手段は、物理的に一の媒体で実現されても良いことは言うまでもない。 Furthermore, in each of the above embodiments, it goes without saying that two or more communication means present in one device may be realized physically by one medium.
また、上記各実施の形態において、各処理は、単一の装置によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。 In addition, in each of the above embodiments, each process may be realized by centralized processing in a single device, or may be realized by distributed processing in multiple devices.
以上のように、本発明にかかる検査装置は、2以上の手順を有する作業を撮影することにより、当該作業が正しく行われているか否かを判断できるという効果を有し、検査装置等として有用である。 As described above, the inspection device of the present invention has the effect of being able to determine whether an operation having two or more steps has been performed correctly by photographing the operation, and is useful as an inspection device, etc.
A、B 検査システム
C 装置
1 カメラ
2、4 検査装置
3、5 学習装置
21、41 格納部
22、42 処理部
23 出力部
31、51 学習格納部
32、52 学習処理部
211、511 教師データ格納部
212 学習器格納部
213 閾値格納部
214 カレント手順格納部
221 検査動画取得部
222、422 判断部
321、521 教師データ取得部
322、522 学習部
411 正常装置関連情報格納部
421 装置関連情報取得部
2221 検査画像取得手段
2222 判断手段
4221 第一判断手段
4222 第二判断手段
A, B Inspection system C Apparatus 1 Camera 2, 4 Inspection apparatus 3, 5
Claims (12)
2以上の手順を有する検査対象の作業である検査対象作業が行われているところを撮影した動画である検査動画を取得する検査動画取得部と、
前記検査対象の作業のために装置に入力された情報または前記装置内で発生した情報または前記装置から出力された情報である装置関連情報を取得する装置関連情報取得部と、
2以上の各手順に対応する一のフィールドと、正常作業が行われた場合の装置関連情報である正常装置関連情報と、各手順を識別する手順識別子との組である2以上の教師データに対して機械学習のアルゴリズムにより学習処理を行い構成された学習器が格納される学習器格納部と、
前記検査動画取得部が取得した前記検査動画のうちの一のフィールドを取得し、当該一のフィールドと前記装置関連情報取得部が取得した前記装置関連情報と前記学習器とを用いて、機械学習の予測処理により、前記一のフィールドに対応する手順を識別する手順識別子を取得し、当該手順識別子が前記カレント手順識別子と一致するか否かを判断する判断部と、
前記判断部の判断結果に関する判断結果情報を出力する出力部とを具備する検査装置。 a current procedure storage unit in which a current procedure identifier for identifying a procedure currently being inspected among the two or more procedures is stored;
an inspection video acquisition unit that acquires an inspection video, which is a video captured while an inspection target work, which is an inspection target work having two or more procedures, is being performed;
an apparatus-related information acquisition unit that acquires apparatus-related information, which is information input to the apparatus for the work to be inspected, information generated within the apparatus, or information output from the apparatus;
a learning module storage unit in which a learning module configured by performing a learning process using a machine learning algorithm on two or more pieces of teacher data, each of which is a set of one field corresponding to each of two or more procedures, normal device-related information which is device-related information when normal work is performed, and a procedure identifier which identifies each procedure, is stored;
a determination unit that obtains one field of the inspection video obtained by the inspection video obtaining unit, obtains a procedure identifier that identifies a procedure corresponding to the one field by a machine learning prediction process using the one field, the device-related information obtained by the device-related information obtaining unit, and the learning device, and determines whether the procedure identifier matches the current procedure identifier ;
and an output section that outputs judgment result information relating to the judgment result of the judgment section.
前記2以上の手順のうちの、現在の検査対象の手順を識別するカレント手順識別子が格納されるカレント手順格納部と、a current procedure storage unit in which a current procedure identifier that identifies a procedure currently being inspected among the two or more procedures is stored;
2以上の手順を有する検査対象の作業である検査対象作業が行われているところを撮影した動画である検査動画を取得する検査動画取得部と、an inspection video acquisition unit that acquires an inspection video, which is a video captured while an inspection target work, which is an inspection target work having two or more procedures, is being performed;
2以上の手順を有する正しい作業である正常作業が行われているところを撮影した動画である正常動画に基づく教師データを用いて、前記検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する判断部と、A judgment unit that judges whether or not the procedure of the inspection target work for the inspection video is correct using teacher data based on a normal video, which is a video captured of a normal work being performed, which is a correct work having two or more procedures;
前記判断部の判断結果に関する判断結果情報を出力する出力部とを具備し、an output unit that outputs judgment result information regarding the judgment result of the judgment unit,
前記教師データは、The teacher data is
前記2以上の各手順に対応する1または2以上のフィールドを有し、having one or more fields corresponding to each of the two or more procedures,
前記判断部は、The determination unit is
前記検査動画取得部が取得した前記検査動画のうちの1または2以上のフィールドを取得する検査画像取得手段と、an inspection image acquisition means for acquiring one or more fields of the inspection video acquired by the inspection video acquisition unit;
前記検査画像取得手段が取得した前記1または2以上のフィールドと前記カレント手順識別子に対応する1または2以上のフィールドとを用いて、前記検査画像取得手段が取得した前記1または2以上のフィールドに対応する手順が、前記カレント手順識別子で識別される手順であるか否かを判断する判断手段とを具備し、a determination means for determining whether or not a procedure corresponding to the one or more fields acquired by the inspection image acquisition means is a procedure identified by the current procedure identifier, using the one or more fields acquired by the inspection image acquisition means and one or more fields corresponding to the current procedure identifier;
前記判断手段は、The determination means is
前記検査画像取得手段が取得した前記1または2以上のフィールドに対応する前記手順と前記カレント手順識別子で識別される手順とが一致する場合、前記カレント手順識別子を前記手順情報が示す次の手順の手順識別子で上書きする、検査装置。An inspection device that, when the procedure corresponding to the one or more fields acquired by the inspection image acquisition means matches the procedure identified by the current procedure identifier, overwrites the current procedure identifier with the procedure identifier of the next procedure indicated by the procedure information.
検査対象作業が行われている状況において、前記検査動画を順次、取得する、請求項2記載の検査装置。 The inspection video acquisition unit
The inspection device according to claim 2 , wherein the inspection video is sequentially acquired while an inspection target operation is being performed.
前記2以上の各手順に対応する一のフィールドと各手順を識別する手順識別子との組であり、
2以上の前記教師データを機械学習のアルゴリズムにより学習処理を行い構成された学習器が格納される学習器格納部をさらに具備し、
前記判断手段は、
前記検査画像取得手段が取得した前記一のフィールドと前記学習器とを用いて、機械学習の予測処理を行い、前記一のフィールドに対応する手順識別子を取得し、当該手順識別子が前記カレント手順識別子と一致するか否かを判断する、請求項2または請求項3記載の検査装置。 The teacher data is
A pair of a field corresponding to each of the two or more procedures and a procedure identifier for identifying each procedure,
Further comprising a learning module storage unit in which a learning module configured by performing a learning process on two or more pieces of teacher data using a machine learning algorithm is stored;
The determination means is
4. The inspection device according to claim 2, further comprising: a machine learning prediction process using the one field acquired by the inspection image acquisition means and the learning device, to acquire a procedure identifier corresponding to the one field, and to determine whether the procedure identifier matches the current procedure identifier.
前記2以上の各手順に対応するフィールドと前記検査画像取得手段が取得した前記一のフィールドとの類似度を算出し、当該2以上の類似度を用いて、前記検査画像取得手段が取得した前記一のフィールドに対応する手順が、前記カレント手順識別子で識別される手順であるか否かを判断する、請求項2または請求項3記載の検査装置。 The determination means is
An inspection device as described in claim 2 or claim 3, which calculates a similarity between a field corresponding to each of the two or more procedures and the one field acquired by the inspection image acquisition means, and uses the two or more similarities to determine whether the procedure corresponding to the one field acquired by the inspection image acquisition means is a procedure identified by the current procedure identifier.
前記検査動画から予め決められた条件を満たす一部のフィールドであり、1以上のフィールドを取得し、当該1以上のフィールドと、前記教師データを用いて、前記検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する、請求項2から請求項5いずれか一項に記載の検査装置。 The determination unit is
An inspection device as described in any one of claims 2 to 5, which obtains one or more fields that are a portion of the fields from the inspection video that satisfy predetermined conditions, and uses the one or more fields and the teacher data to determine whether the procedure of the work to be inspected for the inspection video is correct .
前記検査動画が有する各フィールドに対して、正しい手順であるか否かを判断するためのフィールドとして使用するか否かを判断するための第二学習器を用いて、機械学習の予測処理を行い、使用するとの予測結果に対応する1以上のフィールドを取得し、当該1以上のフィールドと、前記教師データとを用いて、前記検査動画に対する検査対象作業の手順が正しいか否かを判断する、請求項1から請求項6いずれか一項に記載の検査装置。 The determination unit is
An inspection device as described in any one of claims 1 to 6, which performs a machine learning prediction process using a second learning device to determine whether or not each field in the inspection video will be used as a field for determining whether or not it is a correct procedure, obtains one or more fields corresponding to the prediction result that they will be used, and uses the one or more fields and the teacher data to determine whether or not the procedure of the work to be inspected for the inspection video is correct.
前記2以上の手順ごとに、前記正常動画の中から、予め決められた条件を満たす1以上のフィールドと前記正常装置関連情報とを有する説明変数と、前記1以上のフィールドに対応付く手順識別子である目的変数との組である2以上の教師データを取得する教師データ取得部と、
前記教師データ取得部が取得した前記2以上の教師データを用いて、機械学習の学習処理を行い、学習器を取得し、当該学習器を蓄積する学習部とを具備する学習装置。 a teacher data storage unit in which two or more teacher data are stored based on a normal video , which is a video of a normal operation, which is a correct operation having two or more steps, being performed on a device, the normal video having two or more fields corresponding to a step identifier that identifies each of the two or more steps, and normal device-related information, which is device-related information of the device on which the normal operation was performed;
a teacher data acquisition unit that acquires, for each of the two or more procedures, from the normal video, two or more teacher data that are a combination of an explanatory variable having one or more fields that satisfy a predetermined condition and the normal device related information, and a target variable that is a procedure identifier corresponding to the one or more fields;
A learning device comprising: a learning unit that performs machine learning learning processing using the two or more teacher data acquired by the teacher data acquisition unit , acquires a learning device, and accumulates the learning device.
請求項1から請求項7いずれか一項に記載の検査装置として機能させるためのプログラム。A program for causing the inspection device according to any one of claims 1 to 7 to function as such an inspection device.
請求項8記載の学習装置として機能させるためのプログラム。A program for causing the learning device according to claim 8 to function.
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2021
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|---|
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