特開 2023-168088 状態判定装置、状態判定システム及び状態判定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023168088

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】状態判定装置、状態判定システム及び状態判定プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/00 20060101AFI20231116BHJP

   A61B 5/024 20060101ALI20231116BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

A61B5/00 G

A61B5/00 102A

A61B5/00 102C

A61B5/024

A61B5/11 200

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022079734

(22)【出願日】2022-05-13

(71)【出願人】

【識別番号】595022474

【氏名又は名称】株式会社ユビテック

(74)【代理人】

【識別番号】100087398

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 勝文

(74)【代理人】

【識別番号】100128783

【弁理士】

【氏名又は名称】井出 真

(74)【代理人】

【識別番号】100128473

【弁理士】

【氏名又は名称】須澤 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100160886

【弁理士】

【氏名又は名称】久松 洋輔

(72)【発明者】

【氏名】三上 集

(72)【発明者】

【氏名】宮内 弘一

【テーマコード（参考）】

4C017

4C038

4C117

【Ｆターム（参考）】

4C017AA10

4C017AA20

4C017AB02

4C017AB04

4C017AB10

4C017BC11

4C017BC23

4C017BD04

4C017BD06

4C017CC01

4C017CC08

4C017DD17

4C017FF05

4C038VA18

4C038VA20

4C038VB11

4C038VB31

4C038VC05

4C117XA05

4C117XB02

4C117XC11

4C117XD15

4C117XD21

4C117XE13

4C117XE26

4C117XE56

4C117XH12

4C117XJ42

4C117XR02

(57)【要約】

【課題】 本発明は、安静状態となる機会が少ない建築現場の現場作業員の状態を判定することが可能な状態判定装置、状態判定システム及び状態判定プログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】 建築現場の現場作業者の状態を判定する状態判定装置であって、前記現場作業者の加速度を測定する加速度測定部と、前記加速度測定部から加速度データを取得する加速度取得部と、前記現場作業者の脈拍を測定する脈拍測定部と、前記脈拍測定部から脈拍データを取得する脈拍取得部と、前記加速度取得部によって取得された加速度データと、前記脈拍取得部によって取得された脈拍データと、を含むセンサデータに基づいて、前記現場作業者が異常状態であるかを判定する状態判定部と、を備えることを特徴とする状態判定装置。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建築現場の現場作業者の状態を判定する状態判定装置であって、
前記現場作業者の加速度を測定する加速度測定部と、
前記加速度測定部から加速度データを取得する加速度取得部と、
前記現場作業者の脈拍を測定する脈拍測定部と、
前記脈拍測定部から脈拍データを取得する脈拍取得部と、
前記加速度取得部によって取得された加速度データと、前記脈拍取得部によって取得された脈拍データと、を含むセンサデータに基づいて、前記現場作業者が異常状態であるかを判定する状態判定部と、
を備えることを特徴とする状態判定装置。

【請求項2】

前記状態判定装置は、さらに、
前記加速度取得部及び前記脈拍取得部によって取得された所定数のセンサデータに基づいて、該所定数のセンサデータの分布中心を算出する分布中心算出部と、
該所定数のセンサデータに基づいて、該所定数のセンサデータの近似直線を算出する近似直線算出部と、
前記分布中心から、前記加速度取得部及び前記脈拍取得部によって取得されたセンサデータまでの離隔距離を算出する離隔距離算出部と、
前記近似直線のうち前記分布中心から延びる部分を始線としたときに、前記分布中心から、前記加速度取得部及び前記脈拍取得部によって取得されたセンサデータまで延びる仮想ベクトルが、前記始線に対してなす偏角を算出する偏角算出部と、
を備え、
前記状態判定部において、前記現場作業者が異常状態であると判定するために、離隔距離及び偏角によって規定される異常範囲が用いられ、
前記状態判定部は、センサデータの離隔距離及び偏角と、前記異常範囲として規定された離隔距離及び偏角の範囲と、に基づいて、前記現場作業者が異常状態であるかを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の状態判定装置。

【請求項3】

前記離隔距離算出部は、前記離隔距離をマハラビノス距離として算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の状態判定装置。

【請求項4】

建築現場の現場作業者の状態を判定する状態判定システムであって、
電子機器と、前記電子機器とネットワークを介して接続されるサーバと、を備え、
前記現場作業者の加速度を測定する加速度測定部と、
前記加速度測定部から加速度データを取得する加速度取得部と、
前記現場作業者の脈拍を測定する脈拍測定部と、
前記脈拍測定部から脈拍データを取得する脈拍取得部と、
前記加速度取得部によって取得された加速度データと、前記脈拍取得部によって取得された脈拍データと、を含むセンサデータに基づいて、前記現場作業者が異常状態であるかを判定する状態判定部と、
を備えることを特徴とする状態判定システム。

【請求項5】

建築現場の現場作業者の状態を判定するための状態判定プログラムであって、
コンピュータに、
測定された現場作業者の加速度のデータを取得する加速度取得手段と、
測定された前記現場作業者の脈拍のデータを取得する脈拍取得手段と、
前記加速度取得手段によって取得された加速度データと、前記脈拍取得手段によって取得された脈拍データと、を含むセンサデータに基づいて、前記現場作業者が異常状態であるかを判定する状態判定手段と、
を実行させることを特徴とする状態判定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築現場の現場作業者の状態を判定する状態判定装置、状態判定システム及び状態判定プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、建築現場の現場作業者の状態を判定する状態判定システムが、種々提案されている。

【0003】

特許文献１には、現場作業者の安静時の生体情報を基に、熱中症発症リスクが高まったかどうかを判定するための閾値を生成し、作業中の生体情報と当該閾値を比較することで現場作業者の熱中症の発症リスクを判断する熱中症発症リスク管理システムが開示されている。すなわち、特許文献１では、現場作業者の安静時の生体情報を取得して閾値を生成し、これに基づいて作業中の状態を判定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２１７１９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、建築現場の現場作業者は、動きながら作業をすることが大半であり、安静状態となる機会が少ない。そのため、特許文献１のような状態判定システムでは、安静時の生体情報の取得が不十分となり、状態判定のための閾値が生成されない可能性がある。かかる場合には、状態判定システム自体が機能せず、現場作業者の状態判定を行うことができない。

【0006】

上記点に鑑み、本発明は、安静状態となる機会が少ない建築現場の現場作業員の状態を判定することが可能な状態判定装置、状態判定システム及び状態判定プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下の構成はそれぞれ、上記課題を解決するための手段である。

【0008】

＜構成１＞
建築現場の現場作業者の状態を判定する状態判定装置であって、前記現場作業者の加速度を測定する加速度測定部と、前記加速度測定部から加速度データを取得する加速度取得部と、前記現場作業者の脈拍を測定する脈拍測定部と、前記脈拍測定部から脈拍データを取得する脈拍取得部と、前記加速度取得部によって取得された加速度データと、前記脈拍取得部によって取得された脈拍データと、を含むセンサデータに基づいて、前記現場作業者が異常状態であるかを判定する状態判定部と、を備えることを特徴とする状態判定装置。

【0009】

＜構成２＞
前記状態判定装置は、さらに、前記加速度取得部及び前記脈拍取得部によって取得された所定数のセンサデータに基づいて、該所定数のセンサデータの分布中心を算出する分布中心算出部と、該所定数のセンサデータに基づいて、該所定数のセンサデータの近似直線を算出する近似直線算出部と、前記分布中心から、前記加速度取得部及び前記脈拍取得部によって取得されたセンサデータまでの離隔距離を算出する離隔距離算出部と、前記近似直線のうち前記分布中心から延びる部分を始線としたときに、前記分布中心から、前記加速度取得部及び前記脈拍取得部によって取得されたセンサデータまで延びる仮想ベクトルが、前記始線に対してなす偏角を算出する偏角算出部と、を備え、前記状態判定部において、前記現場作業者が異常状態であると判定するために、離隔距離及び偏角によって規定される異常範囲が用いられ、前記状態判定部は、センサデータの離隔距離及び偏角と、前記異常範囲として規定された離隔距離及び偏角の範囲と、に基づいて、前記現場作業者が異常状態であるかを判定することを特徴とする構成１に記載の状態判定装置。

【0010】

＜構成３＞
前記離隔距離算出部は、前記離隔距離をマハラビノス距離として算出することを特徴とする構成２に記載の状態判定装置。

【0011】

＜構成４＞
建築現場の現場作業者の状態を判定する状態判定システムであって、電子機器と、前記電子機器とネットワークを介して接続されるサーバと、を備え、前記現場作業者の加速度を測定する加速度測定部と、前記加速度測定部から加速度データを取得する加速度取得部と、前記現場作業者の脈拍を測定する脈拍測定部と、前記脈拍測定部から脈拍データを取得する脈拍取得部と、前記加速度取得部によって取得された加速度データと、前記脈拍取得部によって取得された脈拍データと、を含むセンサデータに基づいて、前記現場作業者が異常状態であるかを判定する状態判定部と、を備えることを特徴とする状態判定システム。

【0012】

＜構成５＞
建築現場の現場作業者の状態を判定するための状態判定プログラムであって、コンピュータに、測定された現場作業者の加速度のデータを取得する加速度取得手段と、測定された前記現場作業者の脈拍のデータを取得する脈拍取得手段と、前記加速度取得手段によって取得された加速度データと、前記脈拍取得手段によって取得された脈拍データと、を含むセンサデータに基づいて、前記現場作業者が異常状態であるかを判定する状態判定手段と、を実行させることを特徴とする状態判定プログラム。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、安静状態／非安静状態に関わらず、現場作業者の状態判定を行うことができるため、安静状態となる機会が少ない建築現場の現場作業者の状態を判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態における状態判定装置の一例を示す図である。

【図2】ウェアラブルデバイス５のハードウェア構成を示す図である。

【図3】ウェアラブルデバイス５の機能構成を示す図である。

【図4】所定数取得されたセンサデータの分布図の一例である。

【図5】図４に示すセンサデータ分布図に対して規定された異常範囲の概略図である。

【図6】ウェアラブルデバイス５において行われる、現場作業者の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】本実施形態の状態判定装置に係る状態判定プログラムを実行するコンピュータの一例を示す。

【図8】図５に示す直交座標系を極座標系に変換したものである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［状態判定装置］
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る状態判定装置について説明する。図１は、本実施形態における状態判定装置の一例を示す図である。なお、以下の説明においては、建築現場の現場作業者を単に現場作業者と称する場合がある。本実施形態においては、状態判定装置（電子機器）として、監視対象（現場作業者）が装着するウェアラブルデバイスを用いるが、本発明はこれに限られず、例えば携帯端末等であってもよい。状態判定システム１は、サーバ２と、管理端末３と、ゲートウェイ４と、ウェアラブルデバイス５と、を有する。サーバ２、管理端末３及びゲートウェイ４は、ネットワークＡを介して接続される。ゲートウェイ４及びウェアラブルデバイス５は、無線通信によって接続される。

【0016】

ネットワークＡとしては、有線であるか無線であるかを問わず、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等、任意の種類の通信網を用いることができる。ゲートウェイ４及びウェアラブルデバイス５の接続に用いられる無線通信としては、５Ｇ、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＷｉＦｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）等の無線通信のほか、ブルートゥース（登録商標）等の近距離無線通信を用いることができる。

【0017】

サーバ２は、各監視対象が装着するウェアラブルデバイス５を統合管理するサーバ装置である。管理端末３は、各現場作業者を監視する管理者が使用する端末であり、例えばスマートフォンやパソコン等である。現場作業者が異常状態であると判定されると、該現場作業者が異常状態である旨の通知がウェアラブルデバイス５から管理端末３へと送られ、管理者が、特に注意して監視すべき現場作業者を認識することが可能となる。

【0018】

ゲートウェイ４は、ウェアラブルデバイス５を装着した現場作業者の近傍に配置される、スマートフォンや中継用のステーション等のコンピュータである。ゲートウェイ４は、ウェアラブルデバイス５から、現場作業者が異常状態であるか否かの判定結果や、所定時間ごとのログデータを受信し、ネットワークＡを介してサーバ２に送信する。

【0019】

ウェアラブルデバイス５は、現場作業者が装着するコンピュータであり、腕時計型やバッジ型、タグ型等である。ウェアラブルデバイス５は、後述する加速度センサー（加速度測定部）及び脈拍センサー（脈拍測定部）を備えており、現場作業者の加速度及び脈拍を検出する。

【0020】

（ハードウェア構成）
図２は、ウェアラブルデバイス５のハードウェア構成を示す図である。図２を参照して、ウェアラブルデバイス５は、無線部５１、加速度センサー５２、脈拍センサー５３、ストレージ５４、メモリ５５、プロセッサ５６を有する。

【0021】

無線部５１は、ゲートウェイ４と無線通信を行うための通信インターフェースである。無線通信の種類については、上述のため、説明を省略する。加速度センサー５２は、ウェアラブルデバイス５に生じる加速度（すなわち、ウェアラブルデバイス５を装着した現場作業者に生じる加速度）を検出するセンサーである。脈拍センサー５３は、ウェアラブルデバイス５を装着した現場作業者の脈拍を検出するセンサーである。

【0022】

ストレージ５４やメモリ５５は、各種のデータやプログラムを記憶する記憶装置である。プロセッサ５６は、後述する各処理を実行するプログラムをストレージ５４から読みだしてメモリ５５に展開し、読みだしたプログラムを実行する。

【0023】

（機能構成）
図３は、ウェアラブルデバイス５の機能構成を示す図である。図３を参照して、ウェアラブルデバイス５は、加速度取得部６１と、脈拍取得部６２と、記憶部６３と、算出部６４と、状態判定部６５と、通知部６６と、を備える。なお、記憶部６３は、ストレージ５４やメモリ５５に格納される。加速度取得部６１、脈拍取得部６２、算出部６４、状態判定部６５、通知部６６は、プロセッサ５６が有する電子回路の一例や、プロセッサ５６が実行するプロセスの一例である。

【0024】

加速度取得部６１は、加速度センサー５２によって検出された加速度のデータを取得して、記憶部６３が備えるセンサデータＤＢ６３１に格納する処理部である。センサデータＤＢ６３１には、加速度センサー５２によって検出された加速度のデータが、例えば時系列で記憶される。

【0025】

脈拍取得部６２は、脈拍センサー５３によって検出された脈拍のデータを取得して、記憶部６３が備えるセンサデータＤＢ６３１に格納する処理部である。センサデータＤＢ６３１には、脈拍センサー５３によって検出された脈拍のデータが、例えば時系列で記憶される。

【0026】

センサデータＤＢ６３１には、加速度取得部６１で取得された加速度データと、脈拍取得部６２で取得された脈拍データと、が同期して記憶される。以下、加速度データ及び脈拍データを合わせてセンサデータと称する場合がある。

【0027】

算出部６４は、分布中心算出部６４１と、近似直線算出部６４２と、離隔距離算出部６４３と、偏角算出部６４４と、を備える。

【0028】

分布中心算出部６４１は、加速度取得部６１及び脈拍取得部６２によって現場作業者のセンサデータが所定数取得された場合に、センサデータＤＢ６３１から該所定数のセンサデータを読み出し、該所定数のセンサデータの分布中心を算出する。図４は、所定数取得されたセンサデータの分布図の一例である。図４において、横軸は加速度、縦軸は脈拍を、それぞれ示す。図４を参照して、本実施形態では、分布中心算出部６４１は、所定数取得されたセンサデータ（白丸で示す）に基づき、取得された加速度値の合計をデータ数で除した相加平均によって加速度の平均値Ｘを算出するとともに、取得された脈拍値の合計をデータ数で除した相加平均によって脈拍の平均値Ｙを算出し、加速度の平均値がＸであり且つ脈拍の平均値がＹとなる点（黒丸で示す）を分布中心Ｋとする。しかしながら、加速度の平均値及び脈拍の平均値の算出方法はこれに限られない。例えば、分布中心算出部６４１は、加重平均や移動平均によって、加速度の平均値及び脈拍の平均値を算出し、分布中心Ｋとしてもよい。また、分布中心Ｋは、加速度の平均値及び脈拍の平均値に限られるものではなく、センサデータＤＢ６３１から読み出したセンサデータから最頻値や中央値を抽出して算出してもよい。

【0029】

近似直線算出部６４２は、加速度取得部６１及び脈拍取得部６２によってセンサデータが所定数取得された場合に、センサデータＤＢ６３１から該所定数のセンサデータを読み出し、該所定数のセンサデータの分布を近似した近似直線Ｍを算出する。再び図４を参照して、本実施形態では、近似直線算出部６４２は、所定数取得されたセンサデータ（白丸で示す）に基づき、加速度及び脈拍を変数とした最小二乗法を用いて、近似直線Ｍを算出する。しかしながら、近似直線の算出方法はこれに限られず、他の既知の算出方法を用いることができる。

【0030】

なお、分布中心算出部６４１での分布中心Ｋの算出及び近似直線算出部６４２での近似直線Ｍの算出の際には、加速度が過大または過小となるデータや脈拍が過大または過小となるデータ（外れ値データ）を除外することが好ましい。外れ値データを除外して分布中心Ｋ及び近似直線Ｍを算出することにより、分布中心Ｋ及び近似直線Ｍに対するノイズを低減し、分布中心Ｋ及び近似直線Ｍをより正確に算出することができる。例えば、センサデータ分布において、加速度の上位１％のデータ及び下位１％のデータと、脈拍の上位１％のデータ及び下位１％のデータと、を外れ値データとして設定することができるが、外れ値データとして設定されるデータ範囲は、これに限られない。

【0031】

離隔距離算出部６４３は、加速度取得部６１及び脈拍取得部６２によってセンサデータが取得されると、センサデータＤＢ６３１から該センサデータを読み出し、分布中心算出部６４１で算出された分布中心Ｋから該センサデータを表す点Ｌ（細かいドットで示す）まで延びる仮想ベクトルＳの長さ（分布中心ＫからセンサデータＬまでの離隔距離Ｄ）を算出する（図４参照）。本実施形態では、離隔距離算出部６４３は、分布中心ＫからセンサデータＬまでの離隔距離Ｄを、マハラビノス距離として算出する。離隔距離Ｄをマハラビノス距離として算出する理由については、後述する。

【0032】

離隔距離算出部６４３において、マハラビノス距離Ｄは、以下の式によって算出される。なお、χは離隔距離の算出対象であるセンサデータ（ベクトル）を表し、μはセンサデータの分布の平均値（すなわち、分布中心Ｋにおける加速度値Ｘ及び脈拍値Ｙ）を表し、Σはセンサデータ分布の共分散行列を表す。

【数1】

【0033】

偏角算出部６４４は、加速度取得部６１及び脈拍取得部６２によってセンサデータが取得されると、センサデータＤＢ６３１から該センサデータを読み出し、近似直線Ｍのうち分布中心Ｋから延びる部分を始線としたときに、分布中心算出部６４１で算出された分布中心Ｋから該センサデータを表す点Ｌまで延びる仮想ベクトルＳが、該始線に対してなす角θを、該センサデータＬの偏角として算出する。なお、分布中心算出部６４１による分布中心Ｋの算出結果及び近似直線算出部６４２による近似直線Ｍの算出結果によっては、近似直線Ｍが分布中心Ｋを通る構成とならない場合もある。この場合には、近似直線Ｍを、分布中心Ｋを通る位置まで平行移動させる補正を行うことにより、上述の方法で、所定のセンサデータの偏角を算出することができる。

【0034】

異常範囲ＤＢ６３２には、現場作業者が異常状態であると判定される離隔距離Ｄ及び偏角θの範囲（異常範囲）のデータが格納されている。異常範囲の規定方法等については、後述する。

【0035】

状態判定部６５は、加速度取得部６１及び脈拍取得部６２によって新規なセンサデータが取得されると、異常範囲ＤＢ６３２から異常範囲データを読み出し、該新規センサデータを表す点の離隔距離Ｄ及び偏角θが異常範囲にあるか否かを判定する。そして、新規センサデータを表す点の離隔距離Ｄ及び偏角θが、所定時間継続して異常範囲にあると判定した場合（例えば、新規なセンサデータが異常範囲にあると、所定回数連続して判定した場合）には、「現場作業者が異常状態にある」と判定する。ただし、「現場作業者が異常状態にある」と判定する基準は、「新規センサデータを表す点の離隔距離Ｄ及び偏角θが、所定時間継続して異常範囲にあるか否か」に限られるものではない。例えば、当該基準を、「直近の所定数の新規センサデータのうち、新規センサデータを表す点の離隔距離Ｄ及び偏角θが異常範囲に存する回数が、基準回数以上であるか否か」としてもよい。また、新規センサデータを表す点の離隔距離Ｄ及び／または偏角θが異常範囲から大幅に逸脱する場合（例えば、新規センサデータを表す点の離隔距離Ｄ及び／または偏角θと、異常状態であると判定される離隔距離Ｄ及び／または偏角θの範囲と、の差が所定値以上となる場合）に、上記判定基準に関わらず「現場作業者が異常状態にある」と判定するように構成してもよい。状態判定部６５は、さらに、該新規センサデータを表す点が存する異常範囲に応じて、現場作業者の詳細な状態を判定することができるが、この点については後述する。

【0036】

通知部６６は、状態判定部６５で「現場作業者が異常状態にある」と判定された場合に、その旨を管理端末３に送信する。現場作業者が異常状態にある旨の通知を受けた管理者は、該現場作業者に対する声掛けや配置転換など、該現場作業者の状態回復を促す種々の方策を実施できる。通知部６６は、状態判定部６５において、現場作業者の詳細な状態が判定された場合には、現場作業者の詳細状態を管理端末３に送信することができる。
また、通知部６６は、状態判定部６５で「現場作業者が異常状態にある」と判定された場合に、ウェアラブルデバイス５が備える表示部（不図示）に「異常状態」等のメッセージを表示する構成を備えることができる。これにより、当該メッセージを確認した現場作業者が、自身の状態を把握し、状態を回復させる種々の方策を実施できる。

【0037】

（本実施形態に係る発明に至った経緯）
本実施形態に係る発明に至った経緯について、再度図２～図４を参照して、詳細に説明する。まず、本実施形態に係る状態判定装置は、現場作業者の加速度を測定する加速度センサー５２（加速度取得部）と、加速度センサー５２から加速度データを取得する加速度取得部６１と、現場作業者の脈拍を測定する脈拍センサー５３（脈拍測定部）と、脈拍センサー５３から脈拍データを取得する脈拍取得部６２と、加速度取得部６１によって取得された加速度データ及び脈拍取得部６２によって取得された脈拍データを含むセンサデータに基づいて、現場作業者が異常状態かを判定する状態判定部６５と、を備える。この構成によれば、現場作業者が安静状態であるか非安静状態であるかに関わらず、現場作業者の加速度と脈拍に基づいて現場作業者の状態を判定することができる。そのため、本実施形態に係る状態判定装置によれば、安静状態となる機会が少ない建築現場の現場作業員の状態を判定することができる。

【0038】

ここで、各現場作業者の作業内容や脈拍には個人差があることから、センサデータの分布は、現場作業者ごとに異なる。そこで、現場作業者の状態をさらに正確に判定すべく、異常範囲の規定方法について、本発明者らは鋭意検討を重ねた。例えば、加速度及び脈拍の直交座標領域によって画一的に異常範囲を規定すると、ある現場作業者のセンサデータ分布に基づいて異常範囲を規定しても、該異常範囲が、他の現場作業者に対して十分に適合せず、現場作業者の状態判定の精度が十分に向上しない可能性がある。そこで、本発明者らは、加速度及び脈拍の直交座標領域による画一的な規定ではなく、センサデータ分布の近似直線Ｍを始線とした極座標領域として異常範囲を規定することに想到した。具体的には、異常範囲は、（１）センサデータ分布の近似直線Ｍに対する偏角θと、（２）分布中心Ｋからの離隔距離Ｄと、に基づいて規定される。この構成によれば、センサデータ分布の相違に関わらず、各センサデータ分布の相関方向（近似直線Ｍが延びる方向）を基準とした偏角と、分布中心Ｋからの相対距離によって、異常範囲を規定できる。そのため、現場作業者のセンサデータ分布の様子に関わらず、各現場作業者に適合した異常範囲を規定することができ、現場作業者の状態をさらに正確に判定することができる。

【0039】

ここで、図４に示す分布図における左上のハッチング領域Ａ１では、脈拍／加速度比が過度に高くなっている。すなわち、ハッチング領域Ａ１に現場作業者のセンサデータが存する場合、「該現場作業者が体調不良である」と推測される。一方、図４に示す分布図における右下のハッチング領域Ａ２では、脈拍／加速度比が過度に低くなっている。すなわち、ハッチング領域Ａ２に現場作業者のセンサデータが存する場合、「該現場作業者の注意力が低下している」と推測される。

【0040】

建築現場の現場作業者が行う作業は、危険度が高いため、「体調不良の状態」や「注意力が低下している状態」での現場作業は、けがや事故を引き起こす可能性が高く、したがって「現場作業に支障をきたす状態」（すなわち、異常状態）であると考えられる。そのため、ハッチング領域Ａ１、Ａ２の少なくとも一部が含まれるように、異常範囲を決定することにより、現場作業者の状態をさらにより正確に判定することができる。

【0041】

ここで、現場作業者の状態を判定する既知のシステムでは、縦軸及び横軸を所定のパラメータに設定した分布図において、分布中心から評価対象となるセンサデータまでの離隔距離を、ユークリッド距離で評価していた。このとき、現場作業者が異常状態であると判定する異常範囲の境界線は、分布中心から等方的に規定されるため、真円形状（または真円の一部としての弧形状）を呈していた。しかしながら、分布中心からの離隔距離をユークリッド距離で評価すると、正常状態のセンサデータと異常状態（ハッチング領域Ａ１、Ａ２）のセンサデータが区別できず、現場作業者の状態判定の精度をより十分に向上させる可能性が低まってしまう。

【0042】

この点に鑑み、本発明者らは、まず、ハッチング領域Ａ１及びＡ２が、分布の相関性に逆らう方向（近似直線Ｍと直交する直交軸Ｎが延びる方向）に存する点に着目した。そして、分布中心から評価対象となるセンサデータまでの離隔距離を、ユークリッド距離でなく、マハラノビス距離で評価することに想到した。この構成によれば、分布中心からの離隔距離をユークリッド距離で評価する場合と比べて、分布の相関性に逆らう方向における離隔距離をより厳密に評価することができるため、異常範囲をより正確に規定することができ、現場作業員の状態をさらにより正確に判定することができる。

【0043】

これらの点を踏まえ、本実施形態において規定された異常範囲の概略図を、図５に示す。図５は、図４に示すセンサデータ分布図に対して決定された異常範囲の概略図である。図５において、図４と同じ構成・機能を有する構成要素については、同様の符号を付している。ただし、説明の便宜のため、図４に白丸で示したセンサデータの分布は、図５では省略する。また、さらなる説明の便宜のため、近似直線Ｍのうち、分布中心Ｋから加速度が増加する方向に延びる部分をＭ＋、分布中心Ｋから加速度が減少する方向に延びる部分をＭ－とする。

【0044】

図５における異常範囲は、「特定の偏角の範囲内であり、且つ、マハラビノス距離において所定の離隔距離以上となる範囲」として定義しており、これにより、図４に示すハッチング領域Ａ１、Ａ２を異常範囲に含めるように異常範囲が規定される。本実施形態では、異常範囲は、第１異常範囲Ｂ１及び第２異常範囲Ｂ２から構成される。

【0045】

図５に示す第１異常範囲Ｂ１は、ハッチング領域Ａ１を包含する異常範囲であり、Ｍ＋から反時計回りにθ１回転した位置から、Ｍ－から時計回りにθ２回転した位置までの偏角範囲内であり、且つ、離隔距離がｒ１（マハラノビス距離）以上となる範囲に規定される。新規センサデータが所定時間継続して第１異常範囲Ｂ１に属する場合には、「現場作業者が異常状態である」と判定される。ここで、上述の通り、ハッチング領域Ａ１では「現場作業者が体調不良である」と推測されることから、新規センサデータが所定時間継続して第１異常範囲Ｂ１に属する場合に、「現場作業者が体調不良である」と詳細に判定することもできる。

【0046】

図５に示す第２異常範囲Ｂ２は、ハッチング領域Ａ２を包含する異常範囲であり、Ｍ＋から時計回りにθ３回転した位置から、Ｍ－から反時計回りにθ４回転した位置までの偏角範囲内であり、且つ、離隔距離がｒ２（マハラノビス距離）以上となる範囲に規定される。新規センサデータが所定時間継続して第２異常範囲Ｂ２に属する場合には、「現場作業者が異常状態である」と推測される。ここで、上述の通り、ハッチング領域Ａ２では「現場作業者の注意力が低下している」と推測されることから、新規センサデータが所定時間継続して第２異常範囲Ｂ２に属する場合に、「現場作業者の注意力が低下している」と詳細に判定することもできる。

【0047】

なお、偏角θ１～θ４は、それぞれ異なる値に設定してもよいし、任意の２つ以上の偏角を同じ値に設定してもよい。また、離隔距離ｒ１と離隔距離ｒ２とは、異なる値に設定してもよいし、同じ値に設定してもよい。

【0048】

（現場作業者の状態を判定する処理の流れ）
次に、ウェアラブルデバイス５において行われる、現場作業者の状態を判定する処理の流れを説明する。図６は、ウェアラブルデバイス５において行われる、現場作業者の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。

【0049】

まず、加速度取得部６１が、加速度センサー５２によって測定された現場作業者の加速度のデータを取得し（Ｓ１０１）、脈拍取得部６２が、脈拍センサー５３によって測定された現場作業者の脈拍のデータを取得する（Ｓ１０２）。加速度取得部６１で取得された加速度データ及び脈拍取得部６２で取得された脈拍データは、同期してセンサデータＤＢ６３１に格納される。

【0050】

取得したセンサデータ（加速度データ及び脈拍データ）が所定数に達すると（Ｓ１０３ Ｙｅｓ）、分布中心算出部６４１が、センサデータＤＢ６３１から該所定数のセンサデータを読み出し、読み出したセンサデータの分布に基づき、分布中心Ｋを算出するとともに（Ｓ１０４）、近似直線算出部６４２が、センサデータＤＢ６３１から該所定数のセンサデータを読み出し、読み出したセンサデータの分布に基づき、近似直線Ｍを算出する（Ｓ１０５）。分布中心Ｋ及び近似直線Ｍの算出方法については、上述のため、説明を省略する。一方、取得したセンサデータ（加速度データ及び脈拍データ）が所定数に達しない場合には（Ｓ１０３ Ｎｏ）、再度、加速度取得部６１及び脈拍取得部６２でのセンサデータの取得が行われる（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。

【0051】

次に、加速度取得部６１が、加速度センサー５２によって測定された新規の加速度データを取得し（Ｓ１０６）、脈拍取得部６２が、脈拍センサー５３によって測定された新規の脈拍データを取得する（Ｓ１０７）。加速度取得部６１で取得された新規の加速度データ及び脈拍取得部６２で取得された新規の脈拍データは、同期してセンサデータＤＢ６３１に格納される。

【0052】

続いて、離隔距離算出部６４３が、センサデータＤＢ６３１から新規センサデータを読み出し、分布中心Ｋ（Ｓ１０４で算出）から新規センサデータまでの離隔距離Ｄを算出するとともに（Ｓ１０８）、偏角算出部６４４が、センサデータＤＢ６３１から新規センサデータを読み出し、分布中心Ｋから延びる近似直線Ｍを始線としたときに、分布中心Ｋ（Ｓ１０４で算出）から新規センサデータまで延びる仮想ベクトルＳが、該始線に対してなす角（偏角θ）を算出する（Ｓ１０９）。上述の通り、本実施形態では、離隔距離Ｄはマハラビノス距離として算出する。

【0053】

状態判定部６５は、異常範囲ＤＢ６３２から異常範囲データを読み出し、離隔距離算出部６４３で算出された新規センサデータの離隔距離Ｄ（Ｓ１０８）及び偏角算出部６４４で算出された新規センサデータの偏角θ（Ｓ１０９）に基づき、該新規センサデータが異常範囲Ｂ１、Ｂ２に存するか否かを判定する（Ｓ１１０）。新規センサデータが異常範囲Ｂ１及びＢ２に存しないと判定された場合には（Ｓ１１０ Ｎｏ）、再度、加速度取得部６１及び脈拍取得部６２での新規センサデータの取得が行われる（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。一方、新規センサデータが異常範囲Ｂ１またはＢ２に存すると判定された場合には（Ｓ１１０ Ｙｅｓ）、状態判定部６５は、新規センサデータが所定時間継続して異常範囲Ｂ１、Ｂ２に存するか否かを判定する（Ｓ１１１）。

【0054】

新規センサデータが所定時間継続して異常範囲Ｂ１及びＢ２に存しないと判定された場合には（Ｓ１１１ Ｎｏ）、再度、加速度取得部６１及び脈拍取得部６２での新規センサデータの取得が行われる（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。一方、新規センサデータが所定時間継続して異常範囲Ｂ１またはＢ２に存すると判定された場合には（Ｓ１１１ Ｙｅｓ）、状態判定部６５が「現場作業者が異常状態にある」と判定し（Ｓ１１２）、通知部６６がその旨を管理端末３に通知する（Ｓ１１３）。この通知に際しては、新規センサデータが存する異常範囲Ｂ１、Ｂ２に応じて、現場作業者の詳細な状態（体調不良／注意力低下）を合わせて通知する。通知を受けた管理者は、該現場作業者の状態を回復する種々の方策を講じることができるため、該現場作業者の状態が悪化してけがや事故を招く危険性を低めることができる。

【0055】

［状態判定プログラム］
上述の状態判定装置を構成する各機能は、プログラムによって実現可能であり、各機能を実現するために予め用意されたコンピュータプログラムが補助記憶装置に格納され、制御部が補助記憶装置に格納されたプログラムを主記憶装置に読み出し、主記憶装置に読み出された該プログラムを制御部が実行することで、各部の機能を動作させることができる。そこで、図７を用いて、上述の状態判定装置と同様の機能を有する状態判定プログラムを実行するコンピュータの一例について、以下に説明する。

【0056】

図７は、本実施形態の状態判定装置に係る状態判定プログラムを実行するコンピュータの一例を示す。図７に示すように、コンピュータ１０００は、操作部１１００と、スピーカー１２００と、カメラ１３００と、ディスプレイ１４００と、通信部１５００と、を有する。さらに、コンピュータ１０００は、ＣＰＵ（制御部）１６００と、ＨＤＤ（補助記憶装置）１７００と、ＲＡＭ（主記憶装置）１８００と、を有する。これらの各部は、バス１９００を介して接続される。

【0057】

ＨＤＤ１７００には、図７に示すように、上述の実施形態で示した各機能部と同様の機能を発揮する状態判定プログラムが予め記憶される。この状態判定プログラムについては、図３に示した各々の機能部の各構成要素と同様に、適宜統合又は分離しても良い。すなわち、ＨＤＤ１７００に格納される各データは、常に全てのデータがＨＤＤ１７００に格納される必要はなく、処理に必要なデータのみがＨＤＤ１７００に格納されれば良い。

【0058】

そして、ＣＰＵ１６００が、状態判定プログラムをＨＤＤ１７００から読み出してＲＡＭ１８００に展開する。これによって、状態判定プログラムは、状態判定プロセスとして機能する。この状態判定プロセスは、ＨＤＤ１７００から読み出した各種データを適宜ＲＡＭ１８００上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開した各種データに基づいて各種処理を実行する。なお、状態判定プロセスは、図３に示した各機能部にて実行される処理、例えば図６に示す処理を含む。また、ＣＰＵ１６００上で仮想的に実現される各処理部は、常に全ての処理部がＣＰＵ１６００上で動作する必要はなく、処理に必要な処理部のみが仮想的に実現されれば良い。

【0059】

なお、上述の状態判定プログラムについては、必ずしも最初からＨＤＤ１７００に記憶させておく必要はなく、「コンピュータ読取可能な記録媒体」に各プログラムを記憶させ、コンピュータ１０００がこの「コンピュータ読取可能な記録媒体」から各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。「コンピュータ読取可能な記録媒体」としては、ＣＤ－ＲＯＭ等の光ディスク、ＤＶＤ－ＲＯＭ等の相変化型光ディスク、ＭＯ（Magnet Optical）やＭＤ(Mini Disk)などの光磁気ディスク、フロッピー（登録商標）ディスクやリムーバブルハードディスクなどの磁気ディスク、コンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディア、SDメモリカード、メモリスティック等のメモリカードが挙げられる。また、本発明の目的のために特別に設計されて構成された集積回路（ICチップ等）等のハードウェア装置も記録媒体として含まれる。さらに、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ１０００に接続される他のコンピュータまたはサーバ装置などに各プログラムを記憶させておいてもよい。その場合、コンピュータ１０００が他のコンピュータまたはサーバ装置から各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。

【0060】

（変形例）
上述の実施形態では、加速度取得部６１と、脈拍取得部６２と、記憶部６３と、算出部６４と、状態判定部６５と、通知部６６と、をウェアラブルデバイス５が備えている。しかしながら、これに限られず、加速度取得部６１と、脈拍取得部６２と、記憶部６３と、算出部６４と、状態判定部６５と、通知部６６と、のうち少なくとも一部をサーバ２が備える構成であってもよい。例えば、少なくとも、加速度取得部６１と、脈拍取得部６２と、記憶部６３と、をサーバ２が備える構成である場合、ウェアラブルデバイス５が備える加速度センサー５２によって測定された加速度のデータは、ネットワークＡを介してサーバ２が備える加速度取得部６１に取得され、加速度取得部６１によってセンサデータＤＢ６３１に格納されるとともに、ウェアラブルデバイス５が備える脈拍センサー５３によって測定された脈拍のデータは、ネットワークＡを介してサーバ２が備える脈拍取得部６２に取得され、脈拍取得部６２によってセンサデータＤＢ６３１に格納される。

【0061】

（変形例）
異常範囲ＤＢ６３２に格納される異常範囲は、現場作業者の過去のセンサデータに基づいて、例えば機械学習を用いて規定される。また、予め規定された異常範囲に対し、加速度取得部６１で取得された新規加速度データ及び脈拍取得部６２で取得された新規脈拍データ（すなわち新規センサデータ）に基づいて適宜調整を行ってもよい。また、異常範囲として規定される離隔距離Ｄ及び偏角θの範囲は、現場作業者ごとに異なってもよく、同じであってもよい。

【0062】

（変形例）
異常範囲は、（１）センサデータ分布の近似直線Ｍに対する偏角θと、（２）分布中心Ｋからの離隔距離Ｄと、に基づき、極座標領域として規定される。上述の実施形態では、図５に示すように、横軸に加速度、縦軸に脈拍を取った直交座標系において、極座標領域として異常範囲Ｂ１、Ｂ２を規定し、現場作業者の状態判定を行った。しかしながら、これに限られず、図８に示すように、直交座標系のグラフを、分布中心Ｋから延びる近似直線Ｍを始線とした極座標系グラフに変換した後、極座標領域として異常範囲を規定し、現場作業者の状態判定を行ってもよい。図８は、図５に示す直交座標系を極座標系に変換したものである。図５と対応する構成や領域には、同一の番号・文字を付している。図８において、始線である近似直線Ｍを縦軸に設定しているが、近似直線Ｍを横軸に設定してもよい。直交座標系グラフを極座標系グラフに変換することにより、極座標領域としての異常範囲を、始線が同一の極座標系において規定することができるため、直交座標系と比べて、センサデータが異常範囲にあるか否かをより簡易に判定することができる。

【0063】

また、図５では、分布中心Ｋからの離隔距離をマハラビノス距離として算出しているため、見かけ上同一の離隔距離であっても、マハラビノス距離としては異なる離隔距離となっている。この点に鑑み、極座標系への変換を行う際には、分布中心Ｋからの離隔距離（マハラビノス距離）が等しい場合に見かけ上も同一の離隔距離となるように極座標系を規定することが好ましい。この規定により、センサデータが異常範囲にあるか否かを、視覚的に簡易に判定することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 状態判定システム ５ ウェアラブルデバイス ５２ 加速度センサー ５３ 脈拍センサー ６１ 加速度取得部 ６２ 脈拍取得部 ６５ 状態判定部 ６４１ 分布中心算出部 ６４２ 近似直線算出部 ６４３ 離隔距離算出部 ６４４ 偏角算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】