JP2015073795A - 疲労計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業中における低下量を計測しなくてもよい疲労計測装置を提供する。
【解決手段】負荷判定部１３は、車両に搭載されたセンサからの信号に基づいて、運転操作開始前であるか否か、及び運転操作終了後であるか否かを判定する。そして、低下量算出部１２は、運転操作開始前における鼻部皮膚温と、運転操作終了後における鼻部皮膚温との差（すなわち低下量ΔＴ）を算出する。疲労度算出部１４は、この低下量ΔＴに基づいて、運転操作によって生じた疲労度を算出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ユーザの疲労度を計測する疲労計測装置に関する。

一般に、人体の体幹部の皮膚温は、ストレスによる影響を受けにくい一方、末梢部（例えば鼻部）の皮膚温はストレスに応じて変化し、ストレスの度合い（ストレス度とする）が高いほど、末梢部皮膚温は低下することが知られている。そして、このような体幹部皮膚温と末梢部皮膚温の温度差（これを低下量とする）が、ストレス度の高さを表すといった特性を利用して、疲労の度合い（これを疲労度とする）を評価する疲労計測装置が提案されている（例えば特許文献１）。

特許文献１の疲労計測装置では、ストレスの蓄積によって疲労が生じるという前提のもと、体幹部皮膚温と作業中の鼻部皮膚温の差、すなわち作業中における低下量の積算値から疲労度を計測する。なお、特許文献１では、末梢部皮膚温として鼻部皮膚温を用い、さらに、体幹部皮膚温に相当するものとして、作業開始前（安静時）の鼻部皮膚温を用いている。

特開平９−２８６７９号公報

特許文献１では作業中の低下量の積算値に基づいて疲労度を計測する構成となっている。すなわち、疲労計測装置は、作業中においても複数回ユーザの鼻部皮膚温を計測する必要が有る。このため、疲労計測装置とユーザは、作業中のユーザの鼻部皮膚温を複数回計測できる環境でなければならないといった問題があった。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、作業中における低下量を計測しなくてもよい疲労計測装置を提供することにある。

その目的を達成するための本発明は、ユーザの末梢部皮膚の温度である末梢部皮膚温を取得する末梢部皮膚温取得手段（１１）と、ユーザが精神負荷を伴う作業の開始前であるか否か、及び当該作業が終了したか否かを判定する負荷判定部（１３）と、負荷判定部によって作業の開始前であると判定されている時点における末梢部皮膚温である基準温度と、負荷判定部によって作業が終了したと判定されている時点における末梢部皮膚温である作業後温度との差である低下量を算出する低下量算出部（１２）と、低下量算出部で算出された低下量に基づいて、ユーザの疲労度を算出する疲労度算出部（１４）と、を備えることを特徴とする。

以上の構成では、作業開始前における末梢部皮膚温と、作業終了後における末梢部皮膚温との差（すなわち低下量）に基づいて疲労度を算出する。したがって、以上の構成によると、作業中のユーザの末梢部皮膚温の低下量を計測せずに、疲労度を計測することができる。

鼻部皮膚温の低下量における一時的なストレスと疲労度の影響を説明するための概念図である。 作業前後における低下量と疲労度申告値の関係を示すグラフである。 本実施形態に係る疲労計測システム１００の構成の一例を示すブロック図である。 疲労計測処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図を用いて説明する。本発明は、精神負荷を伴う作業（以降、単に作業）によってユーザが感じる疲労度を計測することを目的とする。ここで、本発明は、作業に取り組むことに対するストレスは作業終了時点において解消する一方、当該作業による疲労度は作業後も残留し、当該疲労度は、体幹部皮膚温又は作業前の末梢部皮膚温に対する作業終了後の末梢部皮膚温の低下量から推定することが出来る、との仮説に基づいて為されたものである。

そこで、本発明の実施形態の一例について説明する前に、以上の仮説、及び従来の課題について図１を用いて説明する。図１の上段は、作業をしている状態と作業をしていない状態とを時系列に表しており、時刻ｔｓは作業を開始した時刻を、時刻ｔｅは、当該作業を終了した時刻を表している。すなわち、時刻ｔｓ以前及び時刻ｔｅ以降は、作業をしていない状態を表しており、時刻ｔｓからｔｅまでの間は、作業に取り組んでいる状態である。

図１の中段は、同じ時系列において、作業に取り組むことに対するストレスの有無を表している。時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの作業中において、作業に取り組むことに対するストレスが生じており、ストレスは作業終了時点において解消することを表している。作業に取り組むことに対するストレスは、作業終了後において解消するため、一時的なストレスとも称することができる。なお、作業に取り組むことに対するストレスの大きさは、時間とともに変動しうるものであって、ここでは当該ストレスの有無のみを表している。

図１の下段に示すグラフは、同じ時系列において、作業開始時の鼻部皮膚温を基準（すなわち基準温度）とする各時点での鼻部皮膚温の低下量を表した概念図である。グラフ中のＡで指し示す領域は、中段に示した、作業に取り組むことに対するストレスによって低下している分を表しており、Ｂで指し示す領域が当該作業を実施して生じた疲労によって低下している分を表している。なお、図１は概念図であって、各領域の大きさは測定に基づくものではない。

ここで、図１中のグラフに示すように、作業中に測定される低下量は、作業に対するストレスによる影響（領域Ａ）と、疲労による影響（領域Ｂ）とが和となって表れる。したがって、特許文献１のように作業中の低下量を測定した場合には、その低下量が、作業に対するストレス（領域Ａ）によるものなのか、疲労による影響（領域Ｂ）によるものなのかを区別することが出来ない。特に、特許文献１では、作業中の低下量を積算していくため、疲労による影響分もまた積算していくことになり、疲労度を正確に評価できない可能性がある。

一方、作業終了後においては、作業に取り組むことに対するストレスは解消しているため、鼻部皮膚温低下量は、作業に取り組むことに対するストレスを取り除いた、疲労による影響を表していることになる。発明者らは、以上の推察から、作業開始前の末梢部皮膚温に対する作業終了後の末梢部皮膚温の低下量と疲労度との関係性に着眼し、当該鼻部皮膚温の低下量と、疲労度との関係について実験を行って検証した。

この仮説を検証した実験について、次に簡単に説明する。実験では、精神負荷を伴う作業として、被験者に周知の数字探索課題（ＡＴＭＴ：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｒａｉｌ Ｍａｋｉｎｇ Ｔｅｓｔ）と、選択反応課題の２重課題を作業として課した。また、作業時間は１５分間とした場合と、６０分間とした場合とで同様に実施した。

なお、数字探索課題は、タッチパネルディスプレイを用いて、ディスプレイに表示される数字などを、所定の順に（例えば小さい順番に）指でタッチしていくものである。また、選択反応課題は、ディスプレイに表示される複数の選択肢から最も適切なものを選択するといった課題である。

被験者には、作業開始前、作業終了後、及び休憩後のそれぞれのタイミングにおいて、その時点での主観的な疲労度を５段階で申告してもらうとともに、各タイミングにおける鼻部皮膚温を測定した。

１１名の被験者に対して、作業時間を６０分とした場合の実験結果を、図２に示す。図２の横軸は、各タイミングにおける鼻部皮膚温のｚ−ｓｃｏｒｅを表しており、右にいくほど相対的に鼻部皮膚温が高いことを意味する。また、縦軸は、各タイミングにおける疲労度の申告値のｚ−ｓｃｏｒｅを表しており、上にいくほど相対的に疲労度が高いことを意味する。

図２において、菱形の記号でプロットされている点が作業前の状態を表すデータであり、四角形の記号でプロットされている点が作業後の状態を表すデータである。また、斜め十字形の記号でプロットされている点が休憩後（ここでは、作業後から２０分後）の状態を表すデータである。

以上の実験より、作業前の状態に対して作業後は、疲労度が上昇するとともに鼻部皮膚温が相対的に低下する（言い換えれば低下量が増大する）ことが判った。また、休憩後には、疲労度が減少するとともに、鼻部皮膚温が上昇する事が判った。

さらに、作業前後及び休憩後における鼻部皮膚温の低下量の変化と実時間疲労申告値の変化に対して両者の相関を調べたところ、相関係数ｒが−０．８３となり、鼻部皮膚温の低下量は主観的な疲労を反映していることが判った。また、作業時間を１５分とした場合においても同様に、相関関係があることが判った。すなわち、作業前の鼻部皮膚温に対する作業後の鼻部皮膚温の低下量から、当該作業による疲労度を計測することが出来ることが判った。

以降では、作業前の鼻部皮膚温に対する作業後の鼻部皮膚温の低下量から、疲労度を計測する疲労計測装置１の実施形態の一例について説明する。

（実施形態）
＜全体の構成＞
図３は、本発明に係る疲労計測装置１を備える疲労計測システム１００の概略的な構成の一例を示す図である。疲労計測システム１００は、車両に搭載され、図１に示すように、疲労計測装置１、サーモグラフィ２、車両状態検出部３、車両制御部４、表示装置５、及びスピーカ６を備えている。疲労計測装置１と、サーモグラフィ２、車両状態検出部３、車両制御部４、表示装置５、及びスピーカ６とは、それぞれ周知の通信技術を用いて実現される車内ＬＡＮによって相互通信可能に接続されている。疲労計測システム１００を搭載している車両を以降では自車両と呼ぶ。

本実施形態における自車両は、自動で走行する自動運転機能を備えており、ユーザは、例えばインストゥルメントパネルに設けられている自動運転スイッチをオンにすることによって、自車両に自動運転を実施させることができる。自動運転スイッチがオンとなって自動運転機能が作動している状態を自動走行モードとし、自動運転スイッチがオフとなっていてユーザの手動操作で走行している状態を手動走行モードとする。

また、自車両は、芳香成分を含む芳香液が揮発した気体を車室内に放出することができる芳香装置を備えている。この芳香装置は、例えば、インストルメントパネルに設けられた吹出口から芳香成分を含有した空調空気を吹き出して車内全体に芳香成分を供給するようになっている。この芳香装置は、ユーザの操作に基づいて動作する他、車両制御部４の指示に基づいても動作する。

サーモグラフィ２は、周知の赤外線放射温度計であって、運転者の顔部の温度分布を非接触で計測する。サーモグラフィ２は、一例として運転席インストルメントパネル上部のフロントウインドウの近くに設置し、車両運転者の顔を正面下から見上げるように顔部（鼻部の他、額部なども含む）の温度分布を計測する。サーモグラフィ２の計測結果データは、逐次疲労計測装置１に出力される。

車両状態検出部３は、車両に搭載される種々のセンサ群である。車両状態検出部３は、例えば、シフトポジションを検出するシフトポジションセンサ、ブレーキペダルの踏み込み量やブレーキマスタシリンダ圧を検出するブレーキセンサ、自動運転機能のオン／オフを検出する自動運転スイッチなどを備える。

車両制御部４は、疲労計測装置１の指示に従って、自車両を動作を制御する。より具体的には、エンジンやモータなどの駆動源の始動を禁止したり、前述の芳香装置を動作させたりする。また、運転席のシートにマッサージ装置が備えられている場合には、疲労計測装置１からの指示に基づいて、当該マッサージ装置を作動させてもよい。この芳香装置やマッサージ装置が請求項に記載の疲労回復装置に相当する。

表示装置５は、疲労計測装置１の指示に従ってテキストや画像を表示する。例えば表示装置５は、フルカラー表示が可能なものであり、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等を用いて構成することができる。また、表示装置５としては、例えば、車載ナビゲーション装置に設けられたディスプレイを利用する構成としてもよいし、車載ナビゲーション装置のディスプレイとは別に、インストゥルメントパネル等に設けたディスプレイを用いる構成としてもよい。

スピーカ６は、疲労計測装置１の指示に従って音声を出力する。なお、スピーカ６としては、例えば、車載ナビゲーション装置に設けられているスピーカを利用する構成とする。

疲労計測装置１は、コンピュータとして構成されており、周知のＣＰＵ、Ｉ／Ｏ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びこれらの構成を接続するバスライン（いずれも図示略）を備えている。ＲＯＭには、種々の処理を実行するためのプログラムが記憶されており、疲労計測装置１は、そのプログラムに従って、種々の処理を実行する。また、疲労計測装置１は、種々の処理を実行するための機能ブロックとして、鼻部皮膚温計測部１１、低下量算出部１２、負荷判定部１３、疲労度算出部１４、結果処理部１５、及び記憶部１６を備えている。

鼻部皮膚温計測部１１は、サーモグラフィ２が取得した計測結果データから、鼻部皮膚温を計測する。サーモグラフィ２は前述したように、運転者の顔を正面下から見上げるように顔部の温度分布を計測するため、計測結果データには、鼻部だけでなく、顔部のその他の部分の温度情報が含まれている。したがって、鼻部皮膚温計測部１１は、顔部から鼻部の位置を特定して、鼻部皮膚温を計測する必要がある。

顔部から鼻部を特定する方法としては、例えば、顔部における目や鼻の位置と、それぞれの部分における温度分布との対応関係を記述した、顔部の標準パターン（これを標準温度分布パターンとする）を、予めＲＯＭなどに登録しておく。そして、鼻部皮膚温計測部１１は、サーモグラフィ２から逐次入力される計測結果データに含まれる顔部の温度分布と、この標準温度分布パターンとをパターンマッチングすることによって、顔部の中の計測したい部位（ここでは鼻部）を特定する。

以上のようにして鼻部皮膚温計測部１１は、鼻部皮膚温を計測する。計測した鼻部皮膚温は、その計測結果を取得した時刻を表すタイムスタンプを付与して、記憶部１６に格納する。この鼻部皮膚温計測部１１が請求項に記載の末梢部皮膚温取得部に相当する。

低下量算出部１２は、作業開始前における鼻部皮膚温である基準温度と、作業終了後における鼻部皮膚温である作業後温度との差である鼻部皮膚温の低下量ΔＴを算出する。すなわち、低下量ΔＴは、次の式１で算出する。
（式１） ΔＴ＝Ｎ_ｂｆｒ−Ｎ_ａｆｒ

ここで、Ｎ_ｂｆｒは作業開始前の鼻部皮膚温、Ｎ_ａｆｒは作業終了後の鼻部皮膚温を表している。作業の開始時点及び終了時点は、作業の定義によってそれぞれ異なるため、作業毎の開始時点及び終了時点については、次の負荷判定部１３について説明する中で言及する。

負荷判定部１３は、車両状態検出部３から入力される種々の情報に基づいて、作業中であるか否かを判定するとともに、作業開始前、作業中、及び作業終了後の何れの状態であるかを判定する。本実施形態では運転操作を作業とする。運転操作を作業とした場合には、負荷判定部１３は、作業中であるか否かは、運転中（すなわち車両が走行中）か否かを意味する。

負荷判定部１３が、運転が開始したと判定する場合とは、例えば車速が０より大きくなった場合がある。また、運転中ではないと判定する場合としては、シフト位置が駐車位置となっている場合や、サイドブレーキ（またはフットブレーキ）がオンとなっている場合、ブレーキが踏み込まれており、かつ、車速が０である場合、などがある。車速が０より大きい場合には、少なくとも作業中であることと判定することができる。

ところで、出発地を出発してから目的地に着くまでの運転操作を１つの作業とした場合には、その作業の中で、赤信号やパーキングエリアなどで停車することもある。停車中は、運転操作をしていないため、休憩中と捉えることができる。言い換えれば、車両が停車したタイミングで１つの作業が終わったとすることができる。このように、出発地を出発してから目的地に着くまでの運転操作の中に、相対的に小さな作業が含まれる場合もある。

出発地を出発してから目的地に着くまでの運転操作を大きな１つの作業とする場合には、イグニッションスイッチ（以降、ＩＧと略す）をオンにした時を作業開始時点とし、シフト位置が駐車位置となった時を作業終了時点と判定すればよい。また、疲労計測装置１が図示しないナビゲーション装置から目的地の設定情報及び現在地情報を取得できる場合には、これらの位置情報から、目的地に着いたか否か、すなわち作業が終了したか否かを判定しても良い。

疲労度算出部１４は、低下量算出部１２が算出した低下量ΔＴに基づいて、疲労度を算出する。疲労度の算出の方法は、予め試験等によって生成した、低下量ΔＴと疲労度の対応関係を表す対応関係データを記憶部１６やＲＯＭに保存しておき、当該対応関係データを参照することによって、低下量ΔＴから疲労度を算出すればよい。

この対応関係データは、ユーザ毎に生成されても良いし、多数の被験者のデータに基づいて生成されたものであってもよい。後者の場合には、ユーザは、自身の低下量と疲労度の関係を対応付けるための予備試験を実施しなくても当該疲労計測システム１００を利用することが出来る。ここでは一例として、多数の被験者のデータに基づいて生成されたものを用いる構成とする。

結果処理部１５は、疲労度算出部１４の算出された疲労度に基づいて、種々の処理を実施する。例えば結果処理部１５は、ユーザの疲労度を表示装置５に表示するように指示をするとともに、スピーカ６からも疲労度をユーザに報知する音声を出力させる。ただし、ユーザがあまり疲労感を感じていない状態において、スピーカ６から疲労度を音声出力させると、ユーザが煩わしく感じることも考えられる。したがって、本実施形態では、スピーカ６からの疲労度の音声出力は、疲労度が所定の閾値Ｔｈ１を超えた場合のみ実施する構成とする。

また、結果処理部１５は、疲労度に応じて、表示装置５及びスピーカ６を介して、ユーザに休憩を促す案内を実施しても良い。また、疲労度が所定の閾値Ｔｈ２以上である場合には、車両制御部４に対して、エンジンの始動の禁止や、芳香装置の作動を実施するように指示する。また、表示装置５やスピーカ６を介して、疲労度に応じて休憩時間の目安を提示してもよい。閾値Ｔｈ１やＴｈ２は、適宜設計されればよく、ユーザが疲労していると判定する疲労度を過去の観測データから設定すれば良い。

記憶部１６は、書き換え可能な記録媒体であって、サーモグラフィ２から入力される計測結果データや各時点における鼻部皮膚温など、種々のデータを格納する。また、記憶部１６には、疲労度に応じてユーザがとるべき休憩方法を対応付けた疲労度対応データを記憶させておく。疲労度対応データには、例えば疲労度に応じた休憩時間の目安の他、疲労度に応じてユーザが取るべき行動（ストレッチや仮眠）などが記述されている。

＜疲労計測処理＞
次に、図４に示すフローチャートを用いて、疲労計測装置１が実施する疲労計測処理の流れについて説明する。図４に示すフローチャートは、例えばＩＧがオンとなり、疲労計測システム１００に電源が供給された場合に開始される。なお、ＩＧオンとなったことを受けて、負荷判定部１３は作業開始前であると判定する。

なお、ここでは、ＩＧをオンして走行を開始してから、駐車をするための停車をするまでの運転操作を、言い換えれば、出発地を出発してから目的地に到着するまでの運転操作を１つの作業と見なす。

また、停車中は作業をしておらず、休憩時間と見なすことができるため、赤信号などで停車した時点での疲労度も計測する。すなわち、負荷判定部１３は、赤信号などによって自車両が停車したタイミングで、１つの相対的に小さな作業が終了したと判定する。

なお、途中で停車した時点における疲労度を算出するための低下量は、いずれの停車したタイミングにおいても、ＩＧオンとなった時の鼻部皮膚温を基準温度として算出するものとする。これは、以下の理由による。すなわち、停車から停車までを１つの小さな作業としてしまうと、例えば渋滞時など、停車から停車までの間隔が相対的に短い場合には、疲労度を正確に計測できないことが懸念される。道中における停車から停車までの、継続時間が相対的に短い作業に対する疲労度は、計測精度及び処理の煩雑さの観点から、計算しないほうが好ましい。

これらの事情を鑑みて、上述したように、いずれの停車したタイミングにおいても、ＩＧオンとなった時の鼻部皮膚温を基準温度とする。もちろん、他の態様として、停車から停車までを１つの作業として逐次疲労度を算出しても良い。

まず、ステップＳ１では、鼻部皮膚温計測部１１が鼻部皮膚温検出処理を実施して、ステップＳ２に移る。このステップＳ１では、鼻部皮膚温計測部１１が、サーモグラフィ２から入力される計測結果データから鼻部の位置を特定し、鼻部皮膚温を計測する。計測された鼻部皮膚温は、タイムスタンプを付与して記憶部１６に格納する。

ステップＳ２では、ＩＧがオンとなっているか否かを判定する。なお、このステップＳ２は、当該疲労計測処理を継続するか否かを判定するための処理である。ＩＧがオンとなっている場合には、ステップＳ２がＹＥＳとなってステップＳ３に移る。ＩＧがオフとなっている場合には、ステップＳ２がＮＯとなって、本フローを終了し、疲労計測システム１００の電源を遮断する。

ステップＳ３では、負荷判定部１３が、車両状態検出部３から入力される信号に基づいて、運転を開始したか否かを判定する。ここでは一例として車速が０よりも大きくなった場合に運転を開始したと判定し、車速が０である場合には、運転を開始していないと判定する。

したがって、車速が０である場合には、ステップＳ３がＮＯとなってステップＳ２に戻り、ステップＳ２からステップＳ３の判定処理を、車速が０より大きくなるまで繰り返して待機する。そして、車速が０よりも大きい場合にはステップＳ３がＹＥＳとなってステップＳ４に移る。

ステップＳ４では、負荷判定部１３が、運転が終了したか否かを判定する。運転が終了したか否かは、車速が０となったか否かによって判定する。すなわち、車速が０となった場合には、ステップＳ４がＹＥＳとなって、ステップＳ５に移る。また、車速が０よりも大きい場合には、運転中であると判定し（ステップＳ４ ＮＯ）、車速が０となるまでステップＳ４を繰り返す。

ステップＳ５では、鼻部皮膚温計測部１１がステップＳ１と同様に鼻部皮膚温を計測し、タイムスタンプを付与して記憶部１６に格納する。ステップＳ５の処理を実施すると、ステップＳ６に移る。

ステップＳ６では、低下量算出部１２が、低下量算出処理を実施してステップＳ７に移る。この低下量算出処理では、ステップＳ１で取得した鼻部皮膚温から、前ステップＳ６で取得した鼻部皮膚温を引くことで、鼻部皮膚温の低下量ΔＴを算出する。

ステップＳ７では、疲労度算出部１４が、前ステップＳ６で算出された低下量ΔＴに基づいて疲労度算出処理を実施してステップＳ８に移る。この疲労度算出処理で算出される疲労度は、ステップＳ１の時点を基準とする現時点での疲労度である。

ステップＳ８では、結果処理部１５が、疲労度報知処理を実施してステップＳ９に移る。この疲労度報知処理では、前ステップＳ７で算出された疲労度を表示装置５に表示させる。また、疲労度が閾値Ｔｈ１以上である場合には、スピーカ６からの疲労度を音声出力してユーザに報知する。

ステップＳ９では、結果処理部１５が、車両制御処理を実施してステップＳ２に戻る。この車両制御処理は、前ステップＳ７で算出された疲労度に基づいて為されるものであって、例えば疲労度が閾値Ｔｈ２よりも大きい場合には、芳香装置を作動させたり、休憩を取るように促したりする。

以降、ステップＳ２でＮＯと判定されるまで、ステップＳ２からステップＳ９を繰り返し実施する。したがって、出発地を出発してから目的地に到着するまでの間、停車する度に、走行開始（ステップＳ１）してからその停車地点まで運転したことによって生じた疲労度を算出する。

そして、これら複数の時点における疲労度のうち、ステップＳ２がＮＯと判定される直前に算出された疲労度が、出発地を出発してから目的地までの運転操作による疲労度を表している。すなわち、最新のタイムスタンプが付与されている疲労度が、出発地を出発してから目的地までの運転操作による疲労度を表す。

（実施形態のまとめ）
以上の構成によれば、運転開始前に計測した鼻部皮膚温（ステップＳ１）と、運転終了後に計測した鼻部皮膚温との差（すなわち低下量ΔＴ）に基づいて、出発地から目的地までの運転操作によって生じた疲労度を算出する（ステップＳ７）。なお、運転終了後に取得した鼻部皮膚温とは、ステップＳ２がＮＯと判定される直前に実施したステップＳ５において計測した鼻部皮膚温を指す。

したがって、出発地から目的地までの運転操作を１つの作業とみなした場合、運転開始前と運転終了後の２つの時点における鼻部皮膚温を計測できればよく、運転操作中のユーザの末梢部皮膚温を計測せずに、疲労度を計測することができる。

さらに、以上の構成では、運転操作中における低下量を用いずに疲労度を算出する。したがって、以上の構成によれば、運転操作することに対する一時的なストレスの影響を受けずに、疲労度を算出することができる。

なお、本実施形態では、出発地を出発してから目的地に到着するまでを１つの大きな作業と見なす一方、出発してから信号待ちなどで停車するまでを、１つの小さな作業とみなして、各時点における疲労度を算出する。ここで、各時点で算出された疲労度をタイムスタンプ順に並べた時系列データを生成することで、出発地を出発してから目的地に到着するまでを１つの大きな作業における、疲労度の経時的な変化を計測することが出来る。

このような構成によれば、出発地を出発してから目的地に到着するまでの途中において、ユーザの疲労度が閾値Ｔｈ２以上となった場合には、休憩をとるように促す音声案内をスピーカ６から出力させたりすることができる。また、芳香装置を作動させて、疲労度を軽減させたりすることも出来る。すなわち、疲労度に応じた種々の制御を実施することができるようになる。

また、作業後の鼻部皮膚温を計測するタイミングは、作業が終了した時点以降であればよく、作業が終了した時刻の直後の他、例えば、作業が終了した時点から一定時間後（例えば数分後）であってもよい。

なお、作業が終了すると、ユーザは作業に取り組むことに対するストレスから解放されるため、これに伴って、鼻部皮膚温は当該ストレスによって低下していた分だけ温度が上昇し、その後、鼻部皮膚温は疲労の回復に伴って上昇していく。すなわち、作業が終了した直後の鼻部皮膚温の低下量ΔＴには、作業に取り組むことに対するストレスによる影響が残っている可能性がある。

ここで、作業に取り組むことに対するストレスが解消されたことに伴って生じる鼻部皮膚温の温度上昇は、疲労が回復することによって生じる温度上昇よりも速度が大きいことが想定される。すなわち、単位時間当りの鼻部皮膚温の上昇度合いを温度上昇速度とすると、作業に取り組むことに対するストレスの解消による温度上昇速度は、疲労の回復による温度上昇速度よりも大きい。

以上の事情を鑑みて低下量算出部１２は、作業終了後、鼻部皮膚温を逐次計測して生成される鼻部皮膚温の時系列データにおいて、温度上昇速度が相対的に緩やかになったタイミングにおける鼻部皮膚温を、作業後の鼻部皮膚温として採用しても良い。

さらに、作業に取り組むことに対するストレスの解消による温度上昇が起きているのか、疲労の回復による温度上昇が起きているのかを区別するための、温度上昇速度の閾値を種々の試験に基づいて設定しておいてもよい。そして、計測している鼻部皮膚温の温度上昇速度が、当該閾値よりも小さい場合には、作業に取り組むことに対するストレスの解消による温度上昇ではなく、疲労の回復による温度上昇が起きていると判定すればよい。疲労による温度上昇が起きていると判定されている場合の鼻部皮膚温は、作業に取り組むことに対するストレスによる影響を受けていない鼻部皮膚温を示している。

また、末梢部皮膚温として本実施形態では鼻部皮膚温を用いたが、他の末梢部（例えば指先）などの皮膚温を用いても良い。

（変形例１）
上述した実施形態では、出発地を出発してから目的地に到着するまでの運転操作を作業とした例を示したが、もちろん作業としては運転操作ではなくてもよい。例えば、一日の会社での業務を１つの作業として、その疲労度を計測してもよい。

より具体的には、出勤時に車両に搭乗してＩＧオンとした時に計測された鼻部皮膚温を基準温度とし、帰宅時に車両に再び搭乗してＩＧオンとした時に計測された鼻部皮膚温を作業後温度として、低下量ΔＴを算出する。そして、当該低下量ΔＴに基づいて、疲労度算出部１４が疲労度を計測する。

なお、出勤時か否かは、その日において最初にＩＧオンとなったか否かで判定すればよい。また、帰宅時か否かは、その日において２回目にＩＧオンとなったか否かで判定すればよい。もちろん、その日においてＩＧオンとした回数だけでなく、ＩＧオンにした時間帯（朝や夕方、夜）などの情報を用いて判定しても良い。

さらに、疲労計測システム１００が、図示しないナビゲーション装置のデータにアクセスできる場合には、現在地が自宅であって、目的地として仕事場（会社など）が設定されている場合に出勤時であると判定すればよい。また、目的地として自宅が設定された場合に帰宅時であると判定すればよい。

また、それまでの走行履歴などの情報から、自車両が自宅に向かっているのか（すなわち帰宅時なのか）、会社に向かっているのか（すなわち出勤時なのか）を判定してもよい。このような構成によれば、ナビゲーション装置において目的地が設定されていなくても出勤時であるか否か及び帰宅時であるか否かを判定することができる。

以上のような構成によれば、疲労計測システム１００、ひいては自車両とは離れた位置で作業したユーザの疲労度を計測することができる。また、帰宅のための運転を開始する前の時点におけるユーザの疲労度を計測することが出来るため、この時点における疲労度をユーザに提示することができ、ユーザは自身の疲労度を認識することができる。

また、帰宅のための運転を開始する時点においてユーザの疲労度が閾値Ｔｈ２よりも大きい場合には、休憩をとってから帰宅するようにユーザに促すことが出来る。さらには、帰宅のために自車両に搭乗した際のユーザの疲労度が、閾値Ｔｈ２よりも大きい場合には、その疲労度が閾値Ｔｈ２以下となるまで、エンジンの始動をロックしてもよい。これによって、ユーザが疲れている状態において運転することを阻止することが出来る。

さらに、疲労度対応データを参照して疲労度に応じた休憩方法を提示することで、ユーザは休憩時間の目安などを認識することができたり、より効率的に休憩をとることができるようになる。

なお、以上では、運転操作の目的として、自宅からの出勤、及び職場からの帰宅という例を挙げたが、これに限らず、買い物や行楽などを目的として移動する場面において適用しても良い。

（変形例２）
疲労計測装置１の計測結果に基づいて、自動走行モードから手動走行モードへの切り替えを禁止する構成としてもよい。前述の実施形態のように運転操作を作業とすると、自動走行モードとなっている間は、運転操作をしていない為、休憩中と見なすことができる。そこで疲労計測装置１は、自車両にユーザが搭乗した際の鼻部皮膚温を基準とし、自動走行モードとなっている時の、すなわち休憩中のユーザの疲労度を定期的に計測する。

そして、自動走行モードから手動走行モードへ切り替えを受け付けたときの疲労度が、所定の閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には、当該切り替え操作を許可する一方、所定の閾値以上である場合には、当該切り替え操作を受け付けず、自動走行モードを維持する。

このような構成によれば、疲労度が蓄積しているユーザが運転操作をすることを禁止することができる。

（変形例３）
車両に搭載される種々のセンサ群（車両状態検出部３）からの信号に基づいて、負荷判定部１３が自動的に作業中か否かを判定する構成としたが、これに限らない。ユーザによる入力によって、作業開始前及び作業後であることを判定してもよい。

（変形例４）
また、負荷判定部１３は、サーモグラフィ２より出力される計測結果データに基づいて、作業が終了したか否かを判定しても良い。前述したように、作業が終了すると、ユーザは作業に取り組むことに対するストレスから解放されるため、これに伴って、鼻部皮膚温は当該ストレスによって低下していた分だけ温度が上昇し始める。

したがって、このように鼻部皮膚温が相対的に急速に上昇し始めたことを検出した時に作業が終了したと判定してもよい。

（変形例５）
また、低下量ΔＴは、車室内の温度（例えばエアコン等の設定温度）と外気温との差に基づいて、補正して疲労度の算出に用いてもよい。疲労計測装置１が車両に搭載されている場合、車両外から車室内に搭乗した直後は、車室外の温度の影響を受けている一方、運転操作をしている間は、車室内の温度の影響を受ける。

したがって、このように車室内の温度と外気温との差に基づいて、低下量ΔＴを補正することによって、より精度よく疲労度を計測することができる。

（変形例６）
以上では、作業前の鼻部皮膚温Ｎ_ｂｆｒから作業後の鼻部皮膚温Ｎ_ａｆｒの差を低下量ΔＴとしたが、この低下量ΔＴを体幹部皮膚温の変化量によって補正した値ΔＴｒを用いて、疲労度を算出しても良い。すなわち、補正された低下量ΔＴｒは次に示す式２によって求めても良い。
（式２） ΔＴｒ＝（Ｎ_ｂｆｒ−Ｎ_ａｆｒ）−（Ｈ_ｂｆｒ−Ｈ_ａｆｒ）
＝（Ｎ_ｂｆｒ−Ｈ_ｂｆｒ）−（Ｎ_ａｆｒ−Ｈ_ａｆｒ）

式２において、Ｈ_ｂｆｒは作業開始前の体幹部皮膚温、Ｈ_ａｆｒは作業終了後の体幹部皮膚温を表している。式２は、言い換えれば、体幹部皮膚温と鼻部皮膚温との差の、作業前後における変化量から低下量ΔＴｒを算出することを意味する。体幹部皮膚温は、例えば、額部の皮膚温を用いればよく、サーモグラフィ２が計測する顔部の計測結果データから周知の方法によって額部を特定し、計測すればよい。

（変形例７）
その他、以上では、疲労計測装置１を車両に搭載して用いる例を示したが、これに限らない。疲労計測装置１は、例えば会社や工場など（例えば作業机など）に設置されていても良い。

１００ 疲労計測システム、１ 疲労計測装置、１１ 鼻部皮膚温計測部（末梢部皮膚温取得部）、１２ 低下量算出部、１３ 負荷判定部、１４ 疲労度算出部、１５ 結果処理部、１６ 記憶部、２ サーモグラフィ、３ 車両状態検出部、４ 車両制御部、５ 表示装置、６ スピーカ

Claims (14)

1. ユーザの末梢部の皮膚温である末梢部皮膚温を取得する末梢部皮膚温取得部（１１）と、
   前記ユーザが精神負荷を伴う作業の開始前であるか否か、及び前記作業が終了したか否かを判定する負荷判定部（１３）と、
   前記負荷判定部によって前記作業の開始前であると判定されている時点における前記末梢部皮膚温である基準温度と、前記負荷判定部によって前記作業が終了したと判定されている時点における前記末梢部皮膚温である作業後温度との差である低下量を算出する低下量算出部（１２）と、
   前記低下量算出部で算出された前記低下量に基づいて、前記ユーザの疲労度を算出する疲労度算出部（１４）と、を備えることを特徴とする疲労計測装置。
2. 請求項１において、
   前記疲労計測装置は、車両で用いられ、
   前記負荷判定部は、前記車両に搭載されているセンサからの信号に基づいて、前記作業の開始前であるか否か、及び前記作業が終了したか否かを判定することを特徴とする疲労計測装置。
3. 請求項２において、
   前記作業は出発地から目的地までの運転操作であって、
   前記負荷判定部は、前記センサからの前記信号に基づいて前記車両に前記ユーザが搭乗したことを検出した時点から、前記車両が走行し始めたことを検出するまでの間を、前記作業の開始前であると判定することを特徴とする疲労計測装置。
4. 請求項３において、
   前記負荷判定部は、前記センサからの前記信号に基づいて、前記車両が駐車されたことを検出した場合に前記作業が終了したと判定することを特徴とする疲労計測装置。
5. 請求項３または４において、
   走行を開始してから停車するまでの運転操作を１つの前記作業とみなし、
   前記負荷判定部は、前記センサからの前記信号に基づいて、走行していた前記車両が停車したことを検出した場合に当該作業が終了したと判定することを特徴とする疲労計測装置。
6. 請求項５において、
   前記低下量算出部は、
   前記負荷判定部が、前記車両が走行を開始してから停車するまでの運転操作が終了したと判定してから、前記センサからの前記信号に基づいて前記車両が再び走行を開始したと判定するまでに取得した、前記末梢部皮膚温を前記作業後温度として前記低下量を算出し、
   前記疲労度算出部は、
   前記負荷判定部が出発地から目的地までの運転操作が終了したと判定するまでに、前記低下量算出部が算出した複数の前記低下量のそれぞれに対して前記疲労度を算出することによって得られる複数の前記疲労度を、時系列に並べた時系列データを生成することを特徴とする疲労計測装置。
7. 請求項５または６において、
   前記車両は、前記ユーザの疲労を回復させるための疲労回復装置を備え、
   前記負荷判定部は、前記センサからの前記信号に基づいて、走行していた前記車両が停車したことを検出した時点から、前記車両が再び走行し始めたことを検出するまでの間を、休憩中であると判定し、前記休憩中と判定している場合には、前記疲労回復装置を動作させることを特徴とする疲労計測装置。
8. 請求項２から７の何れか１項において、
   前記負荷判定部は、
   一日の最初に前記車両に前記ユーザが搭乗したことを検出してから前記車両が走行し始めたことを検出するまでの間を前記作業の開始前であると判定し、
   当該一日において、前記ユーザが再び搭乗したことを検出した場合に前記作業が終了したと判定することを特徴とする疲労計測装置。
9. 請求項２から８の何れか１項において、
   前記疲労度算出部が算出した前記疲労度に基づいて、前記車両の動作を制御する結果処理部（１５）を備えることを特徴とする疲労計測装置。
10. 請求項９において、
    前記結果処理部は、前記疲労度が所定の閾値以上であった場合には、前記車両が備える駆動源の始動を禁止することを特徴とする疲労計測装置。
11. 請求項９において、
    前記車両は、前記ユーザの疲労を回復させるための疲労回復装置を備え、
    前記結果処理部は、前記疲労度が所定の閾値以上であった場合には、前記疲労回復装置を動作させることを特徴とする疲労計測装置。
12. 請求項９において、
    前記疲労度と、前記疲労度に応じてユーザがとるべき休憩方法を対応付けた疲労度対応データを記憶する記憶部（１６）を備え、
    前記結果処理部は、前記疲労度に基づいて前記疲労度対応データから前記ユーザがとるべき休憩方法を提示することを特徴とする疲労計測装置。
13. 請求項２において、
    前記車両は、ユーザの操作によって走行する手動走行モードに加えて、自動で走行する自動走行モードを備え、前記自動走行モード及び前記手動走行モードは、ユーザ操作に基づいて切り替えられるものであって、
    前記低下量算出部は、
    一日の最初に前記車両に前記ユーザが搭乗したことを検出してから前記車両が走行し始めたことを検出するまでの間に取得した前記末梢部皮膚温を前記基準温度とし、さらに、
    前記ユーザが前記手動走行モードへ切り替えるためのユーザ操作を実施したことを検出した時点での前記末梢部皮膚温を前記作業後温度として前記低下量を算出し、
    前記疲労度算出部が、前記低下量に基づいて算出した前記疲労度が所定の閾値以上である場合には、前記手動走行モードへ切り替えるための前記ユーザ操作を受け付けないことを特徴とする疲労計測装置。
14. 前記末梢部皮膚温は、前記ユーザの鼻部皮膚温であることを特徴とする疲労計測装置。

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