JP2017197866A - Smart helmet - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a smart helmet that includes thereon a sensor capable of acquiring living body data of an operator, operational environment data, and body motion data, and can acquire data on the tiredness and the health condition of the body including a fall of the operator for a long time even with a small capacity battery by achieving power saving by balancing constant measurement and intermittent measurement.SOLUTION: At least one of individual living body data of a site operator on site, operational environment data, image data on the operator, and body motion data on a movement of a helmet and the operator is measured from various sensors mounted on the helmet worn by the operator. The data during the operation on site is compared with an abnormal threshold derived from the data measured and accumulated in the past so as to detect an abnormal condition of the operator.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、作業者が頭部に装着して使用するスマートヘルメットに係わり、更に詳しくは、作業者の生体情報を始め環境情報や体動情報を取得して、作業者の疲労度等の体調を監視し、作業の安全を図るために使用するスマートヘルメットに関するものである。   The present invention relates to a smart helmet that an operator wears on his / her head. More specifically, the present invention acquires environmental information and body movement information including a worker's biological information, and the physical condition such as the worker's fatigue level. It is related to the smart helmet used for monitoring and safety of work.

帽子やヘルメットに、電極を取付けて生体情報を取得することは公知である(特許文献1〜3参照)。生体情報としては、脳波、心拍数、脈波、体温等が代表される。この生体情報を得るために、生体インピーダンスを計測し、作業者の疲労度、眠気等を検知し、警告し休憩を促すシステムに関して記載されている。   It is well known to acquire biological information by attaching electrodes to a hat or a helmet (see Patent Documents 1 to 3). Examples of biological information include brain waves, heart rate, pulse wave, body temperature, and the like. In order to obtain this biometric information, it describes a system that measures bioimpedance, detects the fatigue level of a worker, drowsiness, etc., warns and prompts a break.

尚、ヘルメットではないが、ウェアラブル機器では、各種生体情報をセンサーにより取得し、閾値と比較することにより異常を検知し、閾値を超えた場合に無線通信で携帯パソコンやスマートフォン等に送信し、更に携帯パソコン等の携帯機器を経てサーバーは送信し、データを解析し、ユーザーへフィードバックするシステムも提案されている(特許文献4〜6)。   In addition, although it is not a helmet, the wearable device acquires various biological information with a sensor, detects an abnormality by comparing it with a threshold value, and when it exceeds the threshold value, transmits it to a mobile personal computer, a smartphone, etc. by wireless communication, Systems have also been proposed in which a server transmits data via a portable device such as a portable personal computer, analyzes data, and feeds back to the user (Patent Documents 4 to 6).

作業者の生体情報を始め、体動情報を取得することは、作業者の状況把握において有効ではあるが、常時計測をすることは消費電力が増大し、バッテリーを大容量にしなければならず、ウェアラブル機器において重量の大きな部分を占めるバッテリーの重量増加は問題である。一方で、容量の小さなバッテリーでは短時間で使用不能になる。   Obtaining body movement information including the worker's biological information is effective in grasping the worker's situation, but constantly measuring increases power consumption and requires a large capacity battery. The increase in the weight of the battery, which occupies a large portion of the weight in the wearable device, is a problem. On the other hand, a battery with a small capacity becomes unusable in a short time.

特開2010−148718号公報JP 2010-148718 A 特開2005−230030号公報JP 2005-230030 A 実用新案登録第3202884号公報Utility Model Registration No. 3202884 特許第4992043号公報Japanese Patent No. 4992043 特開2014−229199号公報JP 2014-229199 A 特開2015−084797号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-084797

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、ヘルメットに作業者の生体データ、作業環境データ、体動データを取得可能なセンサーを備え、常時計測と間歇計測のバランスをとって省電力化を図ることにより、小容量の軽量なバッテリーでも、作業者の転倒を始め、身体の疲労度、健康状態のデータを長時間取得できるスマートヘルメットを提供する点にある。   Therefore, in view of the above-mentioned situation, the present invention intends to solve the problem that the helmet is equipped with a sensor capable of acquiring the worker's biological data, work environment data, and body movement data to balance the constant measurement and the intermittent measurement. By reducing power consumption, it is possible to provide a smart helmet that can acquire data on the fatigue level and health status of the body for a long period of time even with a small battery and a light battery.

本発明は、前述の課題解決のために、以下の構成のスマートヘルメットを提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a smart helmet having the following configuration.

(1)作業者が装着するヘルメットに装着した各種センサーから、作業場での現場作業者の個人の生体データ、作業環境データ、作業者の画像データ、ヘルメットや作業者の動きに関する体動データを少なくとも一つ計測し、現場作業時のデータと、過去に計測蓄積したデータから割り出される異常閾値とを比較することで、作業者の異常状態を検出することを特徴とするスマートヘルメット。 (1) From various sensors mounted on the helmet worn by the worker, at least the personal biological data of the field worker in the workplace, the work environment data, the image data of the worker, and the body movement data related to the movement of the helmet and the worker A smart helmet that detects an abnormal state of an operator by measuring one and comparing the data at the time of on-site work with the abnormal threshold calculated from the data measured and accumulated in the past.

(2)前記作業環境データが、温度、湿度、位置情報であって、前記生体データが脳波、心拍、体温、血流、心電図、筋電であって、前記画像データが、作業者の顔画像であって、ヘルメットや作業者の動きに関する体動データが、加速度、角速度である(1)記載のスマートヘルメット。 (2) The work environment data is temperature, humidity, position information, the biological data is an electroencephalogram, a heartbeat, a body temperature, a blood flow, an electrocardiogram, and an electromyogram, and the image data is an operator's face image. The smart helmet according to (1), wherein the body motion data relating to the movement of the helmet and the worker is acceleration and angular velocity.

(3)前記生体データ、作業環境データ、作業者の顔画像データについては、決められた時刻又は時間の間隔で間歇的に計測される(1)又は(2)記載のスマートヘルメット。 (3) The smart helmet according to (1) or (2), wherein the biological data, work environment data, and worker face image data are intermittently measured at a predetermined time or time interval.

(4)作業者がヘルメットを装着後、一定時間作業者の作業開始時の初期データを測定し、過去の閾値のデータと照合して異常閾値を割り出す(1)〜(3)何れか1に記載のスマートヘルメット。 (4) After the worker wears the helmet, the initial data at the start of the worker's work for a certain period of time is measured, and the abnormal threshold is calculated by comparing with the past threshold data (1) to (3) The described smart helmet.

(5)温度センサーが検出した値が異常閾値を超えた場合、頭部の一部を冷やす冷却機能が起動する(1)〜(4)何れか1に記載のスマートヘルメット。 (5) The smart helmet according to any one of (1) to (4), wherein a cooling function for cooling a part of the head is activated when a value detected by the temperature sensor exceeds an abnormal threshold.

(6)異常閾値を超えた値を検出した場合、作業者又は作業者を管理する管理システムへ通報する(1)〜(5)何れか1に記載のスマートヘルメット。 (6) The smart helmet according to any one of (1) to (5), which reports to the worker or a management system that manages the worker when a value exceeding the abnormal threshold is detected.

(7)個別IDによって個人データを管理する(1)〜(6)何れか1に記載のスマートヘルメット。 (7) The smart helmet according to any one of (1) to (6), wherein personal data is managed by an individual ID.

(8)測定データを無線通信で、管理パソコンサーバー、モバイルパソコン、スマートフォンに送信する(1)〜(7)何れか1に記載のスマートヘルメット。 (8) The smart helmet according to any one of (1) to (7), wherein measurement data is transmitted to a management personal computer server, a mobile personal computer, and a smartphone by wireless communication.

以上にしてなる本発明のスマートヘルメットによれば、全てのセンサーからのデータを常時取得しないので、常時計測と間歇計測のバランスをとって省電力化を図ることにより、小容量の軽量なバッテリーでも、作業者の転倒を始め、身体の疲労度、健康状態のデータを長時間取得でき、異常閾値との比較によって作業者の異常を検知することができ、作業者の体調管理をすることにより、快適な作業環境を提供でき、もって作業の安全性を高めることがきる。   According to the smart helmet of the present invention as described above, since data from all sensors is not always acquired, even with a light battery with a small capacity by balancing power of constant measurement and intermittent measurement to save power. , Starting the fall of the worker, can obtain data on the fatigue level of the body, health status for a long time, can detect the abnormality of the worker by comparison with the abnormal threshold, by managing the physical condition of the worker, A comfortable working environment can be provided, thereby improving work safety.

また、個別IDで個人を認識することができ、個々の管理が可能である。個々の健康状態を確認し、健康状態が確認できた場合は、測定サイクルを長くし、緊急を要しない項目については測定を制限することで、測定、演算処理及び通信機能の消費電力を抑えることができる。バッテリーサイズのコンパクト化及びセンサーのサイズダウンを実現することが可能となる。   Moreover, an individual can be recognized by an individual ID, and individual management is possible. Check the individual health status, and if the health status is confirmed, lengthen the measurement cycle and limit the measurement for items that do not require urgent action, thereby reducing the power consumption of measurement, arithmetic processing and communication functions. Can do. It is possible to realize a compact battery size and a reduced sensor size.

本発明のスマートヘルメットの使用例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the usage example of the smart helmet of this invention. 同じくスマートヘルメットの側面図である。It is a side view of a smart helmet. 本発明に係るスマートヘルメットの動作を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the smart helmet according to the present invention. 温度測定の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of temperature measurement. 加速度・角速度測定の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of an acceleration and angular velocity measurement. 歩く動作における加速度・角速度の測定例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a measurement of the acceleration and angular velocity in the motion of walking. お辞儀の動作における加速度・角速度の測定例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a measurement of the acceleration and angular velocity in the operation | movement of a bow. 前にこける動作における加速度・角速度の測定例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a measurement of the acceleration and angular velocity in the operation which comes before.

本発明のスマートヘルメットは、作業者(被験者)が頭部に装着して使用している間、ヘルメットに設けた各種センサーから生体データや外気温等の環境データを取得するとともに、作業者の動作を体動データとして取得し、これらの取得データを逐次無線通信手段によって監視サーバーに送信し、監視サーバーで情報処理して作業者の疲労度等の体調を監視するシステムに使用し、未然に不慮の事故を防止したり、作業効率の向上を図ることができる。また、作業者の異常を監視サーバーが検出した場合、警告信号を作業者のスマートヘルメットに送信し、作業者に知らせるようにすることも可能である。   The smart helmet of the present invention obtains environmental data such as biometric data and ambient temperature from various sensors provided on the helmet while the worker (subject) wears it on the head, and the operation of the worker Is acquired as body movement data, and the acquired data is sequentially transmitted to the monitoring server by wireless communication means, and is used in a system that monitors the physical condition such as the degree of fatigue of the worker by processing information on the monitoring server. Accidents can be prevented and work efficiency can be improved. In addition, when the monitoring server detects an abnormality of the worker, a warning signal can be transmitted to the worker's smart helmet to notify the worker.

また、生体情報以外の環境情報、体動情報を計測するセンサーで同時に計測し、演算し無線通信デバイスを使い作業者情報を配信し、画面で状況を知ることができる。上記情報を蓄積し、ビッグデータとの関係付けにより、健康悪化の前兆を予知し危険状態から身を守るシステムの提供ができる。   In addition, it is possible to simultaneously measure, calculate and distribute worker information using a wireless communication device using sensors that measure environmental information and body movement information other than biological information, and know the situation on the screen. By accumulating the above information and associating it with big data, it is possible to provide a system for predicting signs of health deterioration and protecting yourself from dangerous conditions.

次に、添付図面に示した実施形態に基づき、本発明を更に詳細に説明する。図1は、本発明のスマートヘルメット1を作業者Mの頭部に被った状態を示し、図中符号2は帽体、3はヘッドバンド、4はあご紐を示している。   Next, the present invention will be described in more detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 shows a state in which the smart helmet 1 of the present invention is put on the head of an operator M. In the figure, reference numeral 2 denotes a cap body, 3 denotes a headband, and 4 denotes a chin string.

図1及び図2において、前記ヘッドバンド3の作業者の額に接触する部位に、柔軟性を持つ導電性布からなる生体情報取得用電極5を被せて設けている。また、前記帽体2の内部で頭頂部の空間を利用して、温度・湿度センサー6と加速度・角速度センサー7を演算回路や無線通信デバイス(図示せず)とともに設け、生体データや体動データを取得している。また、前記帽体2の外部、図示したものは後頭部に位置する部位に、温度・湿度センサー8を設けて作業環境データを取得している。更に、図示しないが、帽体の鍔部等に作業者の顔画像を取得するイメージセンサーも備えている。更に、作業現場の位置情報を取得するためにGPSを備えている。また、前記帽体2の外部で後部には、各種センサーや演算回路、無線通信デバイスに電源を供給するバッテリー9を備えている。加速度・角速度センサー7やGPSは、最近でスマートフォンや各種ウェアラブル情報端末で搭載されることが多く、小型化や省電力化が進んでいる。   1 and 2, a portion of the headband 3 that comes into contact with the forehead of the operator is provided with a biological information acquisition electrode 5 made of a conductive cloth having flexibility. In addition, a temperature / humidity sensor 6 and an acceleration / angular velocity sensor 7 are provided together with an arithmetic circuit and a wireless communication device (not shown) using the space at the top of the head 2 inside the cap body 2, and biological data and body motion data. Is getting. In addition, a temperature / humidity sensor 8 is provided outside the cap body 2, in the portion shown in the figure, located at the back of the head, to acquire work environment data. Further, although not shown, an image sensor for acquiring an operator's face image on the buttocks of the cap body is also provided. Furthermore, a GPS is provided to acquire position information on the work site. In addition, a battery 9 for supplying power to various sensors, arithmetic circuits, and wireless communication devices is provided outside the cap body 2 at the rear part. Recently, the acceleration / angular velocity sensor 7 and GPS are often mounted on smartphones and various wearable information terminals, and miniaturization and power saving are progressing.

前記生体情報取得用電極5で取得する生体データは、脳波、心拍、体温、血流、心電図、筋電等による生体インピーダンスの変化である。尚、体温は別途温度センサーを設けて取得してもよい。また、前記帽体2に装着した各種センサーで取得する作業環境データは、温度(気温)、湿度、位置情報あるいは降雨状況であり、体動データは、ヘルメットや身体の動作に関する情報であり、これらを同時に安定して計測し解析を行う演算回路を搭載し、無線通信デバイスを使い、監視サーバーへ情報を配信し画面で状況を知ることができるようにする。尚、前記生体情報取得用電極5としては、柔軟性、屈曲性に加え、洗濯耐久性を考慮すると、ミツフジ株式会社製のAGposs(登録商標)を採用するのが好ましい。   The biological data acquired by the biological information acquisition electrode 5 is a change in biological impedance due to an electroencephalogram, a heartbeat, a body temperature, a blood flow, an electrocardiogram, an electromyogram, or the like. The body temperature may be obtained by providing a separate temperature sensor. The work environment data acquired by the various sensors attached to the cap body 2 is temperature (air temperature), humidity, position information, or rainfall conditions, and the body motion data is information on the motion of the helmet and the body. It is equipped with an arithmetic circuit that simultaneously measures and analyzes data, and uses a wireless communication device to distribute information to the monitoring server so that the situation can be known on the screen. As the biometric information acquisition electrode 5, AGposs (registered trademark) manufactured by Mitsufuji Corporation is preferably adopted in consideration of washing durability in addition to flexibility and flexibility.

本発明のスマートヘルメットは、作業者が装着するヘルメットに装着した各種センサーから、作業場での現場作業者の個人の生体データ、作業環境データ、作業者の画像データ、ヘルメットや作業者の動きに関する体動データを少なくとも一つ計測し、現場作業時のデータと、過去に計測蓄積したデータから割り出される異常閾値とを比較することで、作業者の異常状態を検出することを特徴としている。これにより、作業者の健康状態の判定を行い、管理者等へ通報することで作業者の健康や安全の状況把握を容易にする。また、解析データを蓄積することで、健康悪化の前兆を予測することも可能となる。   The smart helmet of the present invention is based on various sensors attached to the helmet worn by the worker, personal biological data of the field worker in the workplace, work environment data, worker image data, the body related to the movement of the helmet and the worker. It is characterized in that at least one piece of dynamic data is measured, and the abnormal state of the worker is detected by comparing the data at the time of field work with the abnormal threshold value calculated from the data measured and accumulated in the past. Thereby, the health status of the worker is determined, and the health and safety status of the worker is easily grasped by notifying the manager or the like. In addition, by accumulating analysis data, it is possible to predict signs of health deterioration.

また、本発明において、前記作業環境データが、温度、湿度、位置情報であって、前記生体データが脳波、心拍、体温、血流、心電図、筋電であって、前記画像データが、作業者の顔画像であって、ヘルメットや作業者の動きに関する体動データが、加速度、角速度である。   In the present invention, the work environment data is temperature, humidity, position information, the biological data is an electroencephalogram, a heartbeat, a body temperature, a blood flow, an electrocardiogram, and an electromyogram, and the image data is an operator. Body motion data relating to the movement of the helmet or the worker is acceleration and angular velocity.

また、本発明は、前記生体データ、作業環境データ、作業者の顔画像データについては、決められた時刻又は時間の間隔で間歇的に計測することを特徴としており、それにより常時計測しないため、バッテリーの消費が抑えられ、バッテリーを小型化にできる。   Further, the present invention is characterized in that the biometric data, work environment data, and worker face image data are measured intermittently at a predetermined time or time interval, thereby not always measuring, Battery consumption is reduced, and the battery can be made smaller.

また、本発明は、作業者がヘルメットを装着後、一定時間作業者の作業開始時の初期データを測定し、過去の閾値のデータと照合して異常閾値を割り出すので、作業者の体調に応じて異常値が変化する点を踏まえ、異常閾値の設定を精度良くできる。   In addition, the present invention measures the initial data at the start of the work of the worker for a certain period of time after the worker wears the helmet, and collates with the data of the past threshold to determine the abnormal threshold, so according to the physical condition of the worker Therefore, the abnormal threshold value can be set with high accuracy in consideration of the fact that the abnormal value changes.

また、本発明は、温度センサーが検出した値が異常閾値を超えた場合、頭部の一部を冷やす冷却機能が起動するようにすれば、頭部冷却により、作業者が熱中症になることを防止できる。ここで、冷却機能としては、ペルティエ素子を用いることで容易に構成できる。   Further, according to the present invention, when the value detected by the temperature sensor exceeds the abnormal threshold, if the cooling function for cooling a part of the head is activated, the head is cooled and the worker becomes heat stroke. Can be prevented. Here, the cooling function can be easily configured by using a Peltier element.

また、本発明は、異常閾値を超えた値を検出した場合、作業者又は作業者を管理する管理システムへ通報するようにすれば、迅速に対応することができる。   Moreover, this invention can respond quickly, if the value which exceeded the abnormality threshold value is detected, if it reports to the management system which manages an operator or an operator.

また、本発明は、個別IDによって個人データを管理するようにすれば、個人設定をその都度行う必要がなく、閾値管理が容易となる。   Further, according to the present invention, if personal data is managed by individual ID, it is not necessary to perform personal setting each time, and threshold management becomes easy.

そして、本発明は、測定データを無線通信で、管理パソコンサーバー、モバイルパソコン、スマートフォンに送信するようにすれば、データ管理が容易になり、大規模なシステム構築も可能である。   In the present invention, if measurement data is transmitted to a management personal computer server, a mobile personal computer, and a smartphone by wireless communication, data management becomes easy and a large-scale system can be constructed.

次に、本発明のスマートヘルメットの動作を図3に示したフローチャートで概要を説明する。先ず、主電源を入れてスタートする。ヘルメットを着用すると、あご紐4のフック等の組み込んだスイッチが作動してヘルメットを実際に着用したことを判断した後、各種センサーのスイッチがONになり、ホールド回路によってその状態が維持される。それから、温度や湿度情報、生体情報を取得し、直近や前回データと比較する。温度や湿度が異常閾値と比較して異常であれば、温度・湿度異常フラグを発し、次に生体情報が異常閾値と比較して異常であれば、生体異常フラグを発する。それらに異常がなければ次のステップに移る。   Next, the outline of the operation of the smart helmet of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, turn on the main power and start. When a helmet is worn, a switch incorporating a hook or the like of the chin string 4 is actuated to determine that the helmet is actually worn, and then the switches of various sensors are turned on, and the state is maintained by the hold circuit. Then, temperature, humidity information, and biological information are acquired and compared with the latest and previous data. If the temperature and humidity are abnormal compared to the abnormal threshold, a temperature / humidity abnormal flag is issued, and if the biological information is abnormal compared to the abnormal threshold, a biological abnormal flag is issued. If there are no abnormalities, proceed to the next step.

それから、温度・湿度又は生体情報に異常があるかどうかを判断し、異常があれば異常発生処理ルーチンが作動し、顔画像データを取得して生体反応確認状態検出を行い、生体反応を確認した場合には、再度温度や湿度、生体情報を取得し、生体反応を確認できない場合には通報処理して終了する。また、温度・湿度又は生体情報に異常がなければ、温度・生体情報データを判定し、再度温度や湿度、生体情報を取得する。   Then, it is judged whether there is an abnormality in temperature / humidity or biological information, and if there is an abnormality, the abnormality occurrence processing routine is activated, the face image data is acquired and the biological reaction confirmation state is detected, and the biological reaction is confirmed. In such a case, the temperature, humidity, and biological information are acquired again, and if the biological reaction cannot be confirmed, the notification process is performed and the process ends. If there is no abnormality in temperature / humidity or biological information, the temperature / biological information data is determined, and the temperature, humidity, and biological information are acquired again.

以上の計測動作は、ヘルメットを装着している間、繰り返して実行し、あご紐4を外してヘルメットを脱ぐと、ホールド回路がOFFになって電源が落ちる。その後、主電源を切ればよい。   The above measurement operation is repeatedly executed while the helmet is worn. When the chin string 4 is removed and the helmet is removed, the hold circuit is turned off and the power is turned off. Thereafter, the main power source may be turned off.

図4に温度測定の詳細をブロック図で示している。この測定は省電力モードとなっている。先ず、温度センサーによって取得した現在の温度データを、過去の測定データの蓄積から平熱を算出し、閾値を決定する。そして、ヘルメット着用後5分間は継続して測定し、初期値を決定する。温度の初期値が閾値内であれば、測定タイミングを30分/回にしてバッテリーの消耗を抑える。温度の初期値が閾値外であれば、その後30分間連続測定し、閾値内になれば測定タイミングを30分/回にしてバッテリーの消耗を抑える。30分に1回の測定した温度が閾値外になれば、再度30分間連続測定し、それでも閾値外であれば、管理サーバー又は作業者へ通報する。尚、過去のデータが蓄積されてない、スマートヘルメット使用初期の一定期間(例えば使用開始1ヶ月間)は、測定タイミングを5分/回にして多少の省電力をしつつも、データの蓄積を優先することも可能である。   FIG. 4 is a block diagram showing details of temperature measurement. This measurement is in a power saving mode. First, for the current temperature data acquired by the temperature sensor, normal heat is calculated from the accumulation of past measurement data, and a threshold value is determined. And it measures continuously for 5 minutes after helmet wearing, and determines an initial value. If the initial value of the temperature is within the threshold, the measurement timing is set to 30 minutes / time to suppress battery consumption. If the initial value of the temperature is outside the threshold, continuous measurement is performed for 30 minutes thereafter, and if the temperature is within the threshold, the measurement timing is set to 30 minutes / time to suppress battery consumption. If the temperature measured once every 30 minutes falls outside the threshold, continuous measurement is performed again for 30 minutes. If the measured temperature is still outside the threshold, the management server or the operator is notified. In addition, for a certain period of initial use of the smart helmet (for example, for one month of use) where past data has not been accumulated, the measurement timing is 5 minutes / time, and while accumulating some data, It is also possible to give priority.

次に、ヘルメットや作業者の体動データを取得する加速度・角速度センサーによる加速度・角速度測定の詳細を図5に示したブロック図で説明する。加速度・角速度センサーによる測定は、作業者の転倒等の動作異常を検知するものであるから、常時測定が基本である。先ず、サンプリングタイム10msec内で10回測定し、その平均値を100msec毎に送信する。それから、常時測定に入り10msec毎にサンプリングし、このときの値(絶対値)が閾値外であれば、転倒判定に移り、予め転倒パターンを複数設定しており、それと照合して転倒を判定する。ここで、転倒判定となった場合には、管理サーバー又は作業者へ通報する。また、転倒判定で、判定外、つまり転倒とは見なされなかった場合には、常時測定に戻る。   Next, details of the acceleration / angular velocity measurement by the acceleration / angular velocity sensor for acquiring body movement data of the helmet and the worker will be described with reference to the block diagram shown in FIG. Measurement using an acceleration / angular velocity sensor detects an abnormal operation such as an operator's falling, and is therefore always measured. First, measurement is performed 10 times within a sampling time of 10 msec, and the average value is transmitted every 100 msec. Then, the measurement is always started and sampled every 10 msec. If the value (absolute value) at this time is out of the threshold value, the process proceeds to the fall determination, a plurality of fall patterns are set in advance, and the fall is judged by comparing with them. . Here, when it falls, it notifies a management server or a worker. In addition, when the fall determination is out of the determination, that is, when the fall is not considered, the measurement is always returned to the measurement.

尚、前述の測定時間及び測定間隔は前述の値に限定されず、作業環境や作業内容等に応じて適宜設定されるべきである。   Note that the above-described measurement time and measurement interval are not limited to the above-described values, and should be appropriately set according to the work environment, work content, and the like.

図6は、通常の歩く動作における加速度・角速度の3軸(x,y,z)の測定データである。3軸のうち、x軸は作業者の前後方向、y軸は高さ上下方向、z軸は作業者の横方向を示す。図7は、お辞儀の動作における加速度・角速度の3軸の測定データである。図8は、前にこける動作における加速度・角速度の3軸の測定データである。転倒する場合と通常の動作時では、加速度・角速度データのパターンは明らかに相違し、これらを転倒判定によって見分けることが可能である。   FIG. 6 shows measurement data of three axes (x, y, z) of acceleration and angular velocity in a normal walking motion. Of the three axes, the x-axis indicates the front-rear direction of the operator, the y-axis indicates the height vertical direction, and the z-axis indicates the lateral direction of the worker. FIG. 7 shows three-axis measurement data of acceleration and angular velocity in the bowing motion. FIG. 8 shows three-axis measurement data of acceleration / angular velocity in a previous motion. The pattern of acceleration / angular velocity data is clearly different between the case of falling and the normal operation, and these can be distinguished by the fall determination.

1 スマートヘルメット
2 帽体
3 ヘッドバンド
4 あご紐
5 生体情報取得用電極
6 温度・湿度センサー
7 加速度・角速度センサー
8 温度・湿度センサー
9 バッテリー
M 作業者
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Smart helmet 2 Cap body 3 Headband 4 Chin string 5 Electrode for biometric information acquisition 6 Temperature / humidity sensor 7 Acceleration / angular velocity sensor 8 Temperature / humidity sensor 9 Battery M Worker

Claims (8)

作業者が装着するヘルメットに装着した各種センサーから、作業場での現場作業者の個人の生体データ、作業環境データ、作業者の画像データ、ヘルメットや作業者の動きに関する体動データを少なくとも一つ計測し、現場作業時のデータと、過去に計測蓄積したデータから割り出される異常閾値とを比較することで、作業者の異常状態を検出することを特徴とするスマートヘルメット。   At least one body movement data related to the movement of the helmet and the worker is measured from the various sensors attached to the helmet worn by the worker. A smart helmet characterized by detecting an abnormal state of an operator by comparing data at the time of on-site work with an abnormal threshold calculated from data measured and accumulated in the past. 前記作業環境データが、温度、湿度、位置情報であって、前記生体データが脳波、心拍、体温、血流、心電図、筋電であって、前記画像データが、作業者の顔画像であって、ヘルメットや作業者の動きに関する体動データが、加速度、角速度である請求項1記載のスマートヘルメット。   The work environment data is temperature, humidity, position information, the biological data is an electroencephalogram, a heartbeat, a body temperature, a blood flow, an electrocardiogram, an electromyogram, and the image data is a face image of an operator. The smart helmet according to claim 1, wherein the body motion data relating to the movement of the helmet and the worker is acceleration and angular velocity. 前記生体データ、作業環境データ、作業者の顔画像データについては、決められた時刻又は時間の間隔で間歇的に計測される請求項1又は2記載のスマートヘルメット。   The smart helmet according to claim 1 or 2, wherein the biometric data, work environment data, and worker face image data are measured intermittently at a predetermined time or time interval. 作業者がヘルメットを装着後、一定時間作業者の作業開始時の初期データを測定し、過去の閾値のデータと照合して異常閾値を割り出す請求項1〜3何れか1項に記載のスマートヘルメット。   The smart helmet according to any one of claims 1 to 3, wherein after the worker wears the helmet, initial data at the start of work of the worker for a certain period of time is measured, and an abnormal threshold value is determined by collating with past threshold value data. . 温度センサーが検出した値が異常閾値を超えた場合、頭部の一部を冷やす冷却機能が起動する請求項1〜4何れか1項に記載のスマートヘルメット。   The smart helmet according to any one of claims 1 to 4, wherein a cooling function for cooling a part of the head is activated when a value detected by the temperature sensor exceeds an abnormal threshold. 異常閾値を超えた値を検出した場合、作業者又は作業者を管理する管理システムへ通報する請求項1〜5何れか1項に記載のスマートヘルメット。   The smart helmet according to any one of claims 1 to 5, wherein when a value exceeding an abnormal threshold is detected, the worker or a management system that manages the worker is notified. 個別IDによって個人データを管理する請求項1〜6何れか1項に記載のスマートヘルメット。   The smart helmet according to any one of claims 1 to 6, wherein personal data is managed by an individual ID. 測定データを無線通信で、管理パソコンサーバー、モバイルパソコン、スマートフォンに送信する請求項1〜7何れか1項に記載のスマートヘルメット。   The smart helmet according to any one of claims 1 to 7, wherein measurement data is transmitted to a management personal computer server, a mobile personal computer, and a smartphone by wireless communication.
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