JP3256638B2 - 疲労蓄積状態判定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主に仕事における作業時
において、被作業者の疲労の蓄積を判定する疲労蓄積状
態判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被験者に種々の運動による負荷を与え
て、負荷を与える前と後との血圧や心拍数を計測するこ
とにより、被験者の持つ種々の体力を測定することが、
体力測定の一環として行われてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな体力測定時における被験者の体力の大小は、医療機
関に携わる人間の判断を仰ぐことにより、その経験や知
識に基づいて決定されているため、判定結果にばらつき
がでる問題があった。

【０００４】一方作業時において、体力の消耗、体力の
限界状態にある作業者が作業を継続すると、作業水準が
低下する問題があるため、作業を中断する必要がある。
このためには、まず正しく体力の消耗、体力の限界を判
定把握する必要がある。しかし、作業現場に医療機関に
携わる人間を計測のためあるいは判定のために動員する
ことは事実上できない手法であり、また前記した通り判
定結果にばらつきも出る。

【０００５】体力の消耗、体力の限界などは、作業者自
身の認知可能な領域もあるが、その一方で、興奮状態に
あったり、新環境で各人の感性が比較できない状況にあ
った場合など、個人の感性では計り知れない場合もあ
る。本発明では、このような従来人手によってまたは各
自の感性によって疲労の度合いを推測してきたものを人
手を介さずに自動的に推測することを目的としている。
また、疲労蓄積大と判定した時、作業水準を自動的に低
下させることも目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の疲労蓄積状態判定装置は、作業者の生体情報
から疲労蓄積状態を判定する疲労判定装置において、作
業者の生体情報を検出する生体情報検出手段と、該検出
手段により検出された値から作業者の生体情報を分析す
る生体情報分析手段と、前記生体情報分析手段により分
析された生体情報を随時記憶する生体情報記憶手段と、
作業者が休憩を開始したことを検出する休憩検出手段
と、作業者の休憩時間を計測する休憩時間計測手段とを
有し、前記休憩検出手段により休憩開始状態が検出され
た時点、またはその時点の近傍に生体情報記憶手段に記
憶された生体情報と、前記休憩時間計時手段により休
憩時間が所定時間以上継続した後に分析された生体情報
とを比較し、前者と後者の差が所定値以内の場合
には作業者の疲労蓄積度が大きい（疲労が回復していな
い）と判定する疲労度判定手段を設けたことを特徴とし
ている。

【０００７】また別の目的からなる本発明の輸送機器に
おける疲労蓄積状態判定装置は、輸送機械の運転者の生
体情報から疲労蓄積状態を判定する輸送機械における疲
労判定装置において、運転者の生体情報を検出する生体
情報検出手段と、前記検出手段により検出された値から
運転者の生体情報を分析する生体情報分析手段と、前記
生体情報分析手段により分析された生体情報を随時記憶
する生体情報記憶手段と、運転者が休憩を開始したこと
を検出する休憩検出手段と、運転者の休憩時間を計測す
る休憩時間計測手段とを有し、前記休憩検出手段により
休憩開始状態が検出された時点、またはその時点の近傍
に生体情報記憶手段に記憶された生体情報と、前記休
憩時間計時手段により休憩時間が所定時間以上継続した
後に分析された生体情報とを比較し、前者と後者
の差が所定値以内の場合には運転者の疲労蓄積度が大き
い（疲労が回復していない）と判定する疲労度判定手段
を設け、前記疲労蓄積判定手段が、運転者の疲労蓄積度
が大きいと判定された場合に輸送機器の運転を規制する
運転規制手段を設けたことを特徴としている。

【０００８】さらに、上記発明において、前記生体情報
検出手段が作業者または運転者の脈拍状態を検出するも
のであり、前記生体情報分析手段が、前記生体情報検出
手段により検出された脈拍の分散あるいは標準偏差を算
出し分析することを特徴としている。

【０００９】

【作用】作業者に心拍状態を監視するためのセンサーを
設置させ、このセンサーからの信号から拍間変動の分散
あるいは標準偏差を計算させてその結果をメモリーに蓄
積させ、その後、作業が休憩している状態を認知しその
実質的な休憩時間を計測し、この休憩後においてさら
に、同一センサーからの信号から再び拍間変動の分散あ
るいは標準偏差の計算を行いこの計測計算結果と、前に
メモリーに蓄積させておいた分散計算結果とを比較し、
この比較結果が大きければ疲労蓄積が少ない、即ち疲労
回復能力が十分にあると判断し、一方この比較した値が
小さければ疲労蓄積が大きい即ち、回復ができない状態
にあると判断するように構成した疲労蓄積状態判定装置
である。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づき説明
する。図１は本発明の作業時の疲労蓄積判定システムを
輸送機器の一つである２輪自動車に適応した一実施例で
あり、運転者が乗った状態の二輪自動車の概略側面をあ
らわしている。

【００１１】［図１における各部の名称］ 1 は自動二輪車本体、1Aは前輪、1Bはフロントフォー
ク、1Cはフレーム、1Eはエンジン組立体、1Fはクランク
室、1Gは点火プラグ、1Hは始動モータ、1K点火制御回
路、1Lは受信器、1Mは制御装置、1Nは表示装置、1N′
は警報装置、1Oは運転者、1Pはヘルメット、1Qはブーツ
そして1Rおよび1Sは発信器である。 ［図１における各部の関連に関する記載］ 自動二輪車本体１において、前輪1Aの支柱となるフロン
トフォーク1Bは車体全体を支持するフレーム1Cに回動可
能に取付けられている。このフレーム1Cの中央にはエン
ジン組立体1Gが設けられている。このエンジン組立体1E
は少なくとも始動モータ1Hおよび点火プラグ1Gとを備え
ており、この点火プラグ1Gは点火制御回路1Kにより制御
されている。

【００１２】一方、運転者1Oは頭部にヘルメット1Pを脚
部にブーツ1Qを身に付けており、詳細は図５および図６
の説明にて後述するが、ヘルメット1P内側には脳波セン
サーおよびまばたきセンサーが、ブーツ1Qの内側には圧
力センサーが設けられ、各々の外側にはこれらセンサー
からの信号を無線電波により発信する発信器1Rおよび1S
が装備されている。また、受信器1L、制御装置1M、表示
装置1Nおよび警報装置1N′ はそれぞれフレーム1Cに固
定され、表示装置1Nおよび警報装置1N′ は運転者1O側
を向いて設置されている。

【００１３】さて、これら送信器から送信された電波は
受信器1Lで受信され、その受信した信号は制御装置1Mに
送られ、その後制御装置1Mの出力信号が表示装置1Nと警
報装置1N′ および点火制御回路の各々の入力へ接続さ
れている。これら回路構成の詳細は、次の図２における
説明で詳細に述べる。

【００１４】図２は疲労蓄積判定システムを２輪自動車
に適応した一実施例である図１の運転者1Oに設けられた
センサーから表示および警報装置までの回路構成と、図
１で具体的に表示した以外に必要と思われる回路を足し
合わせたブロック図である。 ［図２における各構成要素の名称］ 2aのブロック部分は運転者着用備品であり、2bのブロッ
ク部分は車体を示し、2cのブロック部分は生体情報セン
サー群を示す。運転者着用備品2aにおいて2c’は生体情
報センサー、2dは制御装置そして2fは発信器である。車
体2bにおいて2gは受信器、2hは制御装置、2iは運転操作
手段、2jはプログラムメモリ、2kはデータメモリ、2lは
運転制御アクチュエータ、2mは警報＆警告装置、2nは始
動防止回路、2oは液晶パネル、2qはスロットル開度制御
デバイス、2rはシフト装置、2sはハンドロック装置、2t
はブレーキ装置、2uは点火制御回路そして2vは始動モー
タである。

【００１５】［図２における各部の関連に関する記載］ 運転者着用品2aにおいて、このブロックは運転者1Oの携
帯用品に関するものを示しており、生体情報センサー2
c′ の代表的なものとしては図１で説明した脳波センサ
ー内臓のヘルメット1Pおよび圧力センサー内臓のブーツ
1Qである。また、さらに生体情報センサー群2cに示した
種々のセンサーを運転者1Oが携帯することができ得る。
これらセンサーより感知された情報は光信号、電磁信号
または電気信号として制御装置に入力される。この制御
装置では、入力された感知信号の雑音除去および増幅が
なされる。その後発信器2fへ入力されて、光、電磁また
は電波信号として送信される。

【００１６】車体2bにおいて、このブロックは車体内に
設けられる本発明のシステムの構成要素を示し、システ
ムを作動させる入力信号は運転者着用備品2aから送信さ
れてきた信号を受信器2gが受信して得た信号および、車
体2b内に設けた生体情報センサー2c" で感知した信号、
さらに、車体の作動状況を示す運転操作手段2iからの信
号が使用される。これら信号は制御装置2hに入力され
る。制御装置2hではプログラムメモリ2jで予め登録され
た情報にもとづき、制御信号に入力された信号を解析
し、そしてその結果は必要に応じてデータメモリ2kに蓄
積させることができる。この制御回路2hでの演算行程の
具体的な例は図３のシステム及び図４のフローチャート
の説明にて演算過程を詳細に後述する。

【００１７】さて、この制御回路2h及び生体情報センサ
ー手段2c,2c′2c" で得られた結果は液晶パネルに表示
される。液晶パネル2oは心拍数等生体情報センサー群の
計測値および疲労蓄積判定結果である疲労度の数値によ
る状況通告を行なう手段であり、その詳細は図３のシス
テム図４の本実施例の動作を示すフローチャートの説明
にて詳細に後述する。これにより、運転者が運転時にお
いて即座に運転者自身の疲労の状態や心拍数等を客観的
に把握することができる。そして判定手段により運転者
が疲労蓄積大と判定される場合には警報＆警告装置2mの
作動、つまり音または光の連続または断続信号として出
力される。これは図１における警報装置1N′に対応す
る。このように運転者1Oへ直接的に働きかける手段のほ
かに、運転者1Oの作業環境に影響を与える手段をとるこ
とができる。これが運転規制用アクチュエータ2lで示し
た働きである。

【００１８】［アクチュエータ2lの詳細］ 上述の通りアクチュエータ2lの取り得る形態は、運転者
1oへ作業環境を通じて間接的に作用するものであり、そ
の取り得る形態を下記に列記する。始動防止回路2nは、
図４の本実施例の動作を示すフローチャートの説明にて
詳細に後述するように、一時的に休息を取った後に予め
設定された疲労度条件を越えた状態に応じて点火制御回
路2uあるいは始動モータを停止させる回路である。これ
により、過度の疲労状態において運転を再開することを
自動的に阻止することができ得る。

【００１９】スロットル開度制限デバイス2qは、予め設
定された疲労度条件を越えた状態に応じて、スロットル
の開度を制限する装置である。これにより、疲労度条件
に応じて無理のない速度で走行することができる。

【００２０】シフト装置2rは予め設定された疲労度条件
を越えた状態に応じて、シフト装置2rが作動し、専ら低
速走行のギヤー比による走行に限定させる動作をする装
置である。これにより疲労度条件に応じて無理のない速
度で走行することができる。ハンドルロック装置2sは、
図４の本実施例の動作を示すフローチャートの説明にて
詳細に後述するように、一時的に休息を取った後に予め
設定された疲労度条件を越えた状態に応じてハンドルが
回転できないようにロックされる装置である。これによ
り、過度の疲労状態において運転を再開することを自動
的に阻止することができ得る。

【００２１】［生体情報センサー群2cの詳細］ 図１の実施例では、ヘルメット1P内に脳波センサーが、
そしてブーツ1Qには圧力センサーにより血圧または心拍
数を検出しているが、脳波や血圧または心拍数以外の生
体情報として、皮膚温度センサー、皮膚電位センサー、
発汗量センサー（抵抗センサー）、脚部の血流量センサ
ー、まばたきセンサー、筋電圧センサーそして呼吸量セ
ンサーが挙げられる。

【００２２】3aのステップにて1aの検出手段により走行
時の運転時の心拍計測を行う。3bのステップにて1bの分
析手段により3aの検出結果から心拍の拍間変動の標準偏
差を計算する。ここで拍間変動とは、心拍パルスと次の
心拍パルスの間の時間すなわち拍間時間が計測中変動す
ることを言う。そして拍間時間値の所定計測時間中にお
ける標準偏差値を計算するのが本3bのステップである。
3cのステップにて1cの検出手段により、休憩後すなわち
所定時間以上の期間を経た後、運転者の心拍計測を行な
う。3dのステップにて実質的に1bと同一の分析手段1dに
より該検出結果から心拍の拍間変動の標準偏差を計算す
る。3eのステップにて比較手段1eにより2kの記憶手段に
記憶される所定時間以上の期間の前となる3bのステップ
で得られた標準偏差値１と、所定時間以上の期間の後と
なる3dのステップで得られた標準偏差値２とを比較す
る。3fのステップにて1fの第１指示手段により比較結果
に基づき標準偏差値１が標準偏差値２と略同一か大きい
場合疲労蓄積大と判定し、3l，3mの各ステップへと進
む。

【００２３】一方、3gのステップにて1gの第２指示手段
により比較結果に基づき標準偏差値１が標準偏差値２よ
り小さい場合疲労蓄積小と判定し、3nのステップへと進
む。ここで比較するものとして拍間変動の標準偏差値を
使用したが、拍間変動の分散値でも良い。またこれら標
準偏差値あるいは分散値をもとにした１次関数、任意の
次数の関数、その他の関数で微分したものに所定時間以
上の期間前後の標準偏差値あるいは分散値の値を使い微
分関数値を求めた時、正となる該その他の関数等の関数
値を比較し、大小関数を求めても良い。これらは実質的
に分散あるいは標準偏差に準ずる値である。

【００２４】［システム全体の詳細］ 図４の作業時の疲労蓄積判定方法のフローチャートを実
施する疲労蓄積判定システムを図３に基づき具体的な１
例を挙げながら説明する。 ［作業開始前の準備ステージ］ スタートから開始し、一般的車両の始動操作をする。そ
して、フラグ3 を通過するが、フラグ3 は初期設定とし
て０の値を常に選択するようにされている。 ［作業中ステージ］ 従って、検出ステップ3a行程へ進む。この検出をする検
出手段1aの一例としては、車両を運転している最中の作
業者のステアリングホイールを握った手のひら内で生じ
る脈圧の変化を圧力センサーによって検出する手段が挙
げられる（詳細は図８において後述）。このセンサーか
ら得られた脈流電圧を一定時間（例えば１０秒）得る手
段であり、その検出のタイミングは車両の運転の停止し
た時点または停止した近傍（例えば、車両始動キーと連
動する回路から得られる電圧変化をトリガーとして）に
おいて一定時間の検出データを得る（これらの行程は図
２に示したプログラムメモリ2jの指示に従って行われ
る）。

【００２５】次の行程である分析手段1bにおいて実施さ
れる分析ステップ3bでは検出3aで得られた脈流信号を入
力し、この脈流信号を用いて、心拍の拍間変動の標準偏
差を求める計算を行う。すなわち、上記脈流のピーク信
号と対応するＲ波（心電図における用語）の時間間隔を
計測し、その時系列値から心拍変動の標準偏差を計算す
る。

【００２６】ところで、検出ステップ3cでは車両の運転
を開始した状態（例えば、車両始動キーと連動する電気
回路から得られる電圧変化をトリガーとして）におい
て、上記同一の圧力センサーからの脈流を一定時間（例
えば１０秒）得る手段である（これら行程も図２に示し
たプログラムメモリ2jの指示に従って行われる）。さ
て、ここで得られた算出結果は、例えば図２で説明した
データメモリ2kに記憶され、この結果をとする。この
結果は必要に応じて常にその記憶されたデータは引き出
すことができるようにされている。

【００２７】［作業停止休憩ステージ］ 作業中止確認ステップ3iは、例えば運転キー停止、ある
いは一定時間走行距離ゼロといった所定の検出手段によ
って構成され、これにより、作業（運転）がなされてい
ないことを確認している。また平行して、作業が中断さ
れていることを検出した時点から、休憩時間が計測さ
れ、一定時間（例えば10分）経過した時点で、次の分析
ステップ3dへ移行する。

【００２８】分析ステップ3dは分析ステップ3bと同一の
内容であるが休憩時における運転者1Oを対象としてい
る。検出ステップ3cで得られた脈流信号を入力し、この
脈流信号を用いて心拍の拍間変動の標準偏差を求める計
算を行う。すなわち、上記脈流のピーク信号と対応する
Ｒ波の時間間隔を計測し、その時系列値から心拍変動の
標準偏差を計算する。この結果を とする。

【００２９】比較ステップ3eは分析ステップ3bからの分
析結果と、分析ステップ3dからの分析結果とを入力
し、 から を除算しその結果によって２つの値の大小
を求めるようにしたステップである。また、この比較結
果から得られる疲労の度合を疲労度算出手段3oにより評
価させ、その結果を表示装置3pによって数値表示させて
いる。3fのステップにおいて、比較ステップ3eにおいて
がほぼと等しい比較結果が得られた場合においては
疲労蓄積が大きいと判定して、この判定結果に基づき所
望の任意の作動指示を行なう。この指示に従って、例え
ば警報＆警告手段3lを作動させる。具体的には図１で説
明した警報装置1N′ を作動させて、一定間隔の警報音
を鳴らすといった動作、あるいは、図７で後述する警告
灯を点滅させることに対応する。その後、スイッチ3mに
よりこの警告または警報の作動後においてフラッグ3hを
スタート時点の０から１へ変更させるスイッチ動作を行
い、このフローチャートは終了する。

【００３０】3gステップにて、比較ステップ3eにおいて
がよりも顕著に小さい比較結果が得られた場合にお
いては、疲労蓄積が小さいと判定して、この判定結果に
基づき所望の任意の作動指示を行なう。この判定結果に
基づきスイッチ3nを動作させる。このスイッチ3nは、フ
ラッグ3hの値がかりに１に変更されていてもその値をク
リアーして、ゼロにリセットするように動作する。この
スイッチ動作後にこのフローチャートは終了する。

【００３１】［検出手段の詳細］ 検出ステップ3aおよび検出ステップ3cにおける検出手段
1a及び1cは、ステアリングホイールを握った指に圧力セ
ンサーを設けてこの圧力センサーで発生した電気信号を
得ることにより得ている一例を挙げたが、この手段以外
に次に挙げる種々の検出手段が取り得る。

【００３２】ハンドルグリップを握った指に圧力センサ
ーを設けてこの圧力センサーで発生した電気信号を得る
手段。グローブの中に圧力センサーを 設けてこの圧力
センサーで発生した電気信号を得る手段。圧力センサー
付の手首用バンドを手首に巻いてこの圧力センサーで発
生した電気信号を得る手段。圧力センサー付の足首用バ
ンドを足首に巻いてこの圧力センサーで発生した電気信
号を得る手段。圧力センサーを座席のシート下部または
背もたれに設け、作業者臀部で発生した血圧変化をこの
圧力センサーで検出し、その結果として電気信号を得る
手段。また同一目的のために座席シート下部または背も
たれに光ファイバーを敷設してこの光ファイバーの通過
光量の変化を検出することにより血圧変化を含む振動を
電気信号として得る手段。中敷中に圧力センサーを設
け、この圧力センサー内蔵の中敷をブーツや靴などに挿
入した状態で作業者が利用することにより、この圧力セ
ンサーで発生した電気信号を得る手段。

【００３３】なお、上記の圧力センサーは、低周波振動
を電気信号に変換できる振動センサー、あるいは検出対
象を振動から心電位波形に変更して、その検出用として
の検出電極と置き換えたりすることができ得る。また、
必要に応じ上記各種センサーから得られた電気信号を
光、電波、電磁波などの搬送媒体を利用した無線送信す
ることができる。

【００３４】一方、検出ステップ1cに関しては特に、休
憩時の条件または、休憩の状況を自動的に把握する必要
がある。そこで、必要により以下のような検出手段を設
けることが提案される。目的の作業の作動装置を停止さ
せ（例えば、車両の運転がこの作業対象物である場合に
は、エンジンを切ることがこの停止に相当）、この停止
している間隔がある一定時間（例えば１０分）経過した
状態で、休憩が実行されたと自動判断させる手段を設け
る。また、この休憩がなされたと自動判断された時点
で、検出ステップ3cを自動実行することも可能である。
また、検出ステップ3cの自動実行をこの休憩後に作動装
置を再作動させた時点で行なうように設定することが可
能である。このような手段を追加することで、例えば、
車両運転を再始動した時点で、本発明のシステムが作動
し、必要に応じ走行を実行する前に作業者の疲労度に対
応した第１指示または第２指示手段（例えば、警告ラン
プの点燈）による判定結果を認知することができる。必
要に応じて、各種センサーからの検出情報を所定時間の
間、連続的にメモリーに蓄積し、作業停止（例えば運車
両のエンジン停止）情報を受けた時点から所定時間前の
データをメモリー上に残し、この情報を出力データと
して出力するようにしてもよい。

【００３５】［分析手段の詳細］ 検出ステップ3a及び3cで得られた信号が脈拍と対応する
脈流を分析する手段として例示したが、検出手段1aある
いは1cのセンサーの種類とこのセンサーから出力される
信号の種類に応じ種々の分析手段が挙げられ、これらの
代表的な分析手段を次に挙げる。検出手段1aあるいは1c
で出力された信号が、無線送信による信号であった場
合、検出ステップ3a及び3cに、上記無線送信の種類に対
応した受信機能を含ませる必要がある。心拍数測定を高
精度にするため、センサーから得られた一定時間の検出
結果から、ノイズ成分の多い時間的領域とノイズ成分が
少ない時間的領域とを区別し、このノイズ成分が少ない
領域だけから心拍数のスペクトルを分析する。上記のた
めの手段としては、予め設定した時間窓で区切って検出
結果を複数に分割し、これら分割したデータごとにスペ
クトル分析をし、分析結果から、最もスペクトルの裾が
狭いデータを選択し、この選択されたデータから、ハイ
パスフィルターおよびローパスフィルターを介し、さら
に一定以下のレベルのデータを削除するゲート手段を加
えた上で、再度スペクトル分析をして所望の心拍数の中
心周波数を求めるようにする。このようにすることで、
車両の走行中のようなノイズの大きな状況であっても、
一般的に行われる単純平均処理に比較して真の心拍数を
把握することができる。

【００３６】［比較手段の詳細］ 比較ステップ3eは分析3bからの分析結果と、分析3dか
らの分析結果とを入力し、からを除算しその結果
によって２つの解を求めるようにした一例を前記に述べ
たが、この方法に加えて以下に挙げる種々の要素をこの
比較方法に追加することができる。比較の条件を心拍数
の高低、利用者の体温、利用者の呼吸周期、利用者の体
重、利用者の年齢、利用者の血圧、利用者の作業の熟練
度、作業環境の温度、天候、時間などの条件を加えた条
件により比較作業を進めることが取り得る。

【００３７】［第１指示手段および第２指示手段の詳
細］ これら指示手段は比較手段によって得られた比較結果に
基づいて、疲労蓄積が大であると判定された場合と、疲
労蓄積が小であると判断された場合の２つの状況に応じ
て少なくとも２つの選択指示がなされる手段であり、そ
の具体的な例を以下に挙げる。第１指示手段1fの取りう
る最も簡単な指示手段としては、赤の警告ランプを点燈
させる手段である。これに対応して第２指示手段1gにお
いては、青のランプを点燈させる。一方、疲労の度合い
を数値または、ランプの数などで示すことにより、利用
者がその警告をどの程度深刻に受けとめなければならな
いかを知ることができる。さらに、必要に応じて、作業
環境の指示信号として利用することができ、これによ
り、極度の疲労蓄積が判定された場合、作業の再開を完
全に停止するように設定することができる。

【００３８】図１に示したヘルメット1Pの詳細を図５を
参照して説明する。図５の（Ａ）は一部断面側面図であ
り、（Ｂ）は（Ａ）の中央縦線断面図である。 ［図５における各構成要素の名称］ 1Pはヘルメット、4Aはまばたきセンサー、4Bはフードカ
バー、4Dは脳波センサー、4Eは血流センサー、1Rは発信
器、4Cはヘルメット本体、4Fは硬質層そして、4Gはクッ
ション層である。 ［図５における各部の関連に関する記載］ 図面に示したように、ヘルメット1PはＣＣＤイメージセ
ンサーとパターン認識回路が組合わさって構成された、
まばたきセンサー4Aが装着されたフードカバー4Bと内側
面頂部には脳波センサー4Dが内臓され、利用者の首部付
近に対応する位置に血流センサー4Eが設けられ、外周部
後方側付近に発信器1Rが装着されてなるヘルメット本体
4Cとから成る。また、ヘルメットの構造は、断面で明示
したように、最表面に硬質層4Fが、その下にクッション
層4Gが設けられ、このクッション層4Gの略中央頂部は上
述の脳波センサー4Dが埋設されている。なお、これらセ
ンサーは必要に応じて図２で示した生体情報センサー群
の中から適宜選択して変更することは自由である。

【００３９】図１に示したブーツ1Qの詳細を図６を参照
して説明する。 ［図６における各構成要素の名称］ 図面に示したように、1Qはブーツ、5Aは圧力センサー、
5Bはクッション材、5Cは外周壁そして1Sは発信器であ
る。 ［図６における各部の関連に関する記載］ 図面に示したように、ブーツ1Qのふくらはぎ付近に対応
する位置の内側壁には圧力センサー5Aが設けられ、この
圧力センサー5Aはクッション材5Bにより埋設されてお
り、脚部との接触感をやわらげている。このクッション
材5Bにくるまれたセンサーはさらに、ブーツの外周壁5C
の内側壁面に装着されている。また圧力センサー5Aでの
感知結果は信号ケーブルにより発信器1Sに接続されてお
り、発信器1Sは受信器1L(2g)の受信周波数に対応した同
調がされている。なお、このセンサーは必要に応じて図
２で示した生体情報センサー群の中から適宜選択して変
更することは自由である。

【００４０】図７は図１で示した表示装置1M、警報装置
1N′ 図２で示した警報＆警告装置2m、そして図４で示
した警報＆警告ステップ3lを実施する警報手段を別の自
動二輪車両に取り付けた状態を示す実施例である。 ［図７における各構成要素の名称］ 6A、6Bは左右ハンドル、6Cはラバー、6Dは圧力センサ
ー、6Eはフードカバー、6Fは表示部、6Gは警報用スピー
カ、6F1 はスピードメータ、6F2 はタコメータ、6F3 は
警告ランプ、6F4 は疲労度数表示そして6F5 は心拍数表
示である。 ［図７における各部の関連に関する記載］ 図面に示したように、左右ハンドル6A、6Bの滑べり止め
のラバー6C内には圧力センサー6Dが各々設けられてお
り、左右ハンドル間に設けられたフードカバー6Eには、
表示部6Fおよび警報用スピーカ6Gが備えられている。ま
た、表示部6Fにはスピードメータ6F1 、タコメータ6F2
、警告ランプ6F3 、疲労度数表示6F4 そして心拍数表
示6F5 が設けられている。

【００４１】さて、これらセンサーおよび表示装置は、
例えば図４におけるフローチャートに対応させると、セ
ンサー6Dは検出手段3aおよび3cに接続され、警告ランプ
6F3および警報用スピーカ6Gは警報＆警告手段3lに対応
し、さらに、比較ステップ3eによって比較されて判明す
る疲労の度合を疲労度算出手段3oにより計算させ、その
結果をこの疲労度数表示6F4 により送りデジタル表示さ
せている。これら表示装置は基本的には、運転者が運転
を開始する前の段階で知覚するようになされている。と
ころで、上記ハンドル6A、6Bの断面構造を示したのが図
８である。また、上記では自動二輪車に対して本発明の
作業時の疲労蓄積判定システムを適応させた例を示した
が、自動車に利用したり、あるいはその他疲労を伴う作
業行程に本システムを適応させることが自由にできる。

【００４２】

【発明の効果】このように構成された本発明の疲労蓄積
状態判定装置では、疲労の程度を作業時と休憩時との生
体情報の差、つまり回復の度合いを測定し、その測定結
果に基づいて任意の指示手段を行なうようにした。これ
により、作業者自身で感じ取り得られない疲れも、客観
的に把握することができ、例えば指示手段を作業環境の
動作を制御する信号へ利用すれば、疲労による事故を未
然に防ぐことが可能となる。また、指示手段を数値など
を利用したレベル表示を行なうことにより、作業者の覚
醒度の客観的な認知に役立つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作業時の疲労蓄積判定システムを２輪
自動車に適応した一実施例。

【図２】図１に示した実施例を作動手段を具体的に示し
たブロック図。

【図３】本発明の一実施例をシステムで表したブロック
図。

【図４】本実施例の動作行程を示すフローチャート。

【図５】(A) はセンサーが内蔵されたヘルメットの部分
断面側面図、(B) は(A) の中央縦断面図。

【図６】センサーが内蔵されたブーツの断面図。

【図７】図１で示した表示装置1M、警報装置1N′ 図２
で示した警報＆警告装置2m、そして図４で示した警報＆
警告手段3lを別の自動二輪車両に取り付けた状態を示す
実施例。

【図８】は図７に示したハンドルの断面構造を示した断
面図である。

【符号の説明】

図１中 1 ：自動二輪車本体 1A：前輪 1B：フロントフォーク 1C：フレーム 1E：エンジン組立体 1F：クランク室 1G：点火プラグ 1H：始動モータ 1K：点火制御回路 1L：受信器 1M：制御装置 1N：表示装置 1N′ ：警報装置 1O：運転者 1P：ヘルメット 1Q：ブーツ 1R、1S：発信器 2a：運転者着用備品 2c：車体 2c：生体情報センサー群 2c’：生体情報センサー 2d：制御装置 2f：発信器 2l：運転制御アクチュエータ 2q：スロットル開度制御デバイス 3a：検出ステップ 3b：分析ステップ 3c：検出ステップ 3d：分析ステップ 3e：比較ステップ 3f：判定ステップ 3g：判定ステップ 4A：まばたきセンサー 4B：フードカバー 4D：脳波センサー 4E：血流センサー 4C：ヘルメット本体 4F：硬質層 4G：クッション 5A：圧力センサー 5B：クッション材 5C：外周壁 6Aおよび6B：ハンドル 6C：ラバー 6D：圧力センサー 6E：フードカバー 6F：表示部 6G：警報用スピーカ 6F1 ：スピードメータ 6F2 ：タコメータ 6F3 ：警告ランプ 6F4 ：疲労度数表示 6F5 ：心拍数表示

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−255518（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−107031（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−6231（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−9404（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−64507（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/16 - 5/18 A61B 5/024 - 5/0245 B60K 28/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業者の生体情報から疲労蓄積状態を判定
   する疲労蓄積状態判定装置において、 作業者の生体情報を検出する生体情報検出手段と、 該検出手段により検出された値から作業者の生体情報を
   分析する生体情報分析手段と、 前記生体情報分析手段により分析された生体情報を随時
   記憶する生体情報記憶手段と、 作業者が休憩を開始したことを検出する休憩検出手段
   と、 作業者の休憩時間を計測する休憩時間計測手段とを有
   し、 前記休憩検出手段により休憩開始状態が検出された時
   点、またはその時点の近傍に生体情報記憶手段に記憶さ
   れた生体情報と、 前記休憩時間計時手段により休憩時間が所定時間以上継
   続した後に分析された生体情報とを比較し、 生体情報と生体情報の差が所定値以内の場合には作
   業者の疲労蓄積度が大きいと判定する疲労度判定手段を
   設けたことを特徴とする疲労蓄積状態判定装置。
2. 【請求項２】輸送機械の運転者の生体情報から疲労蓄積
   状態を判定する輸送機械における疲労蓄積状態判定装置
   において、 運転者の生体情報を検出する生体情報検出手段と、 前記検出手段により検出された値から運転者の生体情報
   を分析する生体情報分析手段と、 前記生体情報分析手段により分析された生体情報を随時
   記憶する生体情報記憶手段と、 運転者が休憩を開始したことを検出する休憩検出手段
   と、 運転者の休憩時間を計測する休憩時間計測手段とを有
   し、 前記休憩検出手段により休憩開始状態が検出された時
   点、またはその時点の近傍 に生体情報記憶手段に記憶さ
   れた生体情報と、 前記休憩時間計時手段により休憩時間が所定時間以上継
   続した後に分析された生体情報とを比較し、 生体情報と生体情報の差が所定値以内の場合には運
   転者の疲労蓄積度が大きいと判定する疲労度判定手段を
   設け、 前記疲労蓄積判定手段が、運転者の疲労蓄積度が大きい
   と判定された場合に輸送機器の運転を規制する運転規制
   手段を設けたことを特徴とする輸送機器における疲労蓄
   積状態判定装置。
3. 【請求項３】前記生体情報検出手段が作業者または運転
   者の脈拍状態を検出するものであり、 前記生体情報分析手段が、前記生体情報検出手段により
   検出された脈拍の分散あるいは標準偏差を算出し分析す
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載の疲労蓄積状
   態判定装置 。