JP6364747B2 - 監視装置および監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業者の格好が適切であるかを監視するための技術に関する。

工場や作業現場においては、作業環境や作業内容に応じた適切な格好を作業者に義務付けている場合がある。例えば、危険物を取り扱う現場では、作業者の安全を確保し労働災害を防止するために手袋やゴーグルなど着用すべき保護具が定められていたり、あるいは、食品製造ラインや医療現場では、衛生管理上の要請から専用の手袋を着用することが多い。

このような作業時の格好（服装、保護具の着用等）に関するルールの順守は、現状、管理者による指導・注意喚起や、作業者本人のセルフチェックおよび作業者間での相互チェックといった人の目による監視に頼っている。それゆえ、例えば手袋の着用し忘れに本人が気づかなかったり、看過されたりしたまま、危険な作業に取り掛かってしまうというリスクはゼロではない。また、作業への慣れが危険意識の低下を生み、ルールを無視して不適切な格好のまま作業を行う者がでないとも限らない。

ＦＡ（Factory Automation）等の分野では、光学センサを用いて作業者の侵入や接近を検知し、作業者の安全を図るようにした監視装置が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この種の監視装置では、危険区域への侵入や危険物への接近などは検知できるものの、手袋をしているかどうかといった作業者の格好の適否については判断できない。言い換えると、たとえ危険な作業であったとしても、作業者の格好が当該作業に適合した適切な状態であれば問題ないのであるが、そのような監視処理は従来装置では行うことができない。

なお、ここまで危険な作業を行う場合を例に挙げたが、危険を伴わない作業であっても、衛生管理や作業効率の観点などから適切な服装等が定められている場合もあり、そのような作業現場においても作業者の格好が適切かどうかを簡単に監視するための仕組みが求められている。

特開２００３−２７２０６１号公報

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、作業者の格好が作業環境もしくは作業内容に応じた適正な状態にあるかを自動で監視するための技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では、監視の対象者を撮影した画像を用いて、その者の現在の格好が、作業環境もしくは作業内容に応じた適正な状態にあるか否かを自動で判定する、という構成を採用する。

具体的には、本発明の第１態様は、対象者の格好が作業環境もしくは作業内容に応じた適正な状態にあるかを監視するための監視装置であって、対象者を撮影した画像を入力す
る画像入力部と、前記画像入力部により入力された画像を解析して、前記対象者の身体の所定部位を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記所定部位の状態を推定する状態推定部と、作業環境もしくは作業内容に応じた、前記所定部位がとるべき適正な状態を表す適正状態情報を取得する適正状態取得部と、前記状態推定部による推定結果と前記適正状態情報とを比べることにより、前記対象者の前記所定部位の現在の状態が適正であるか否かを判定し、その判定結果に応じた制御を行う制御部と、を有することを特徴とする監視装置である。

対象者の格好とは、対象者が着用している装着物（服装、保護具など）およびその装着状態をいう。監視装置で監視する対象（範囲）は、身体全体（全部位）でもよいし、身体の一部分（一つまたは複数の部位）であってもよい。例えば、手に手袋や指サックを着用しているか、長そで・長ズボンを着用しているか、所定の上着や防護服を着用しているか、頭部にヘルメットや帽子を着用しているか、足に安全靴や長靴を着用しているか、腰に安全帯を装着しているかなど、さまざまなものが監視の対象になり得る。身体の所定部位の状態とは、当該所定部位に対する装着物の着用に関する状態（着用しているか否か、何を着用しているか、正しく着用しているかなど）をいう。

作業環境とは、対象者もしくは対象者の所定部位の周囲の場の状態をいう。例えば、危険物や大型機械が周囲に存在したり、有害な液体やガスが放出される可能性があったり、温度・湿度・圧力などが特殊であったり、クリーンルームのように清浄状態を維持する必要があったりと、通常の環境とは異なる場所では、それに応じた服装や保護具などが必要とされる。また、作業内容とは、対象者が行う作業の内容をいう。例えば、危険物を持ち運ぶ作業や大型機械を操作する作業の場合は、危険防止のための保護具を着用する必要があるし、食品に触れる作業やクリーンルーム内での作業の場合は、抗菌や防塵のための服装をする必要がある。

本発明の上記構成によれば、画像から推定した対象者の状態を適正状態情報と比べることで、対象者の現在の格好が作業環境もしくは作業内容に応じた適正な状態にあるかを自動で判定することができる。そして、判定結果に応じた制御を行うことで（例えば、対象者の格好が適正でない場合に警告を出力したり、機械を止めたりするなど）、適正でない格好で作業が行われることを適時に防止することができる。加えて、本発明では画像を用いるので、非接触で対象者の状態監視を行うことができる。これにより、対象者の作業や行動を阻害することなく、監視を実行・継続することが可能となる。また、設置の自由度が高いため、さまざまな場面や用途への展開が容易に実現できるという利点もある。

前記適正状態取得部は、前記所定部位がとるべき適正な状態を表す適正状態情報があらかじめ設定されている記憶部から、前記状態推定部による推定結果と比べる適正状態情報を読み込むものであるとよい。つまり、画像から推定した対象者の状態を、プリセットされた適正状態と比べるのである。この方式は、適正状態取得部の機能や処理をシンプルにできるという利点がある。

このようなプリセット方式において、前記記憶部に、複数の適正状態情報を設定可能であり、前記適正状態取得部が、作業環境もしくは作業内容に合わせて前記状態推定部による推定結果と比べる適正状態情報を切り替え可能に構成されていることも好ましい。これにより、一つの監視装置で、複数の作業環境もしくは作業内容に対応した監視処理を実現することができる。

作業環境もしくは作業内容に合わせて適正状態情報を切り替えるやり方として、いくつかの方法が考えられる。例えば、前記監視装置が、作業環境もしくは作業内容が異なる複数のエリアを監視するものである場合には、前記適正状態取得部は、前記対象者もしくは
前記所定部位がどのエリアに位置するかに応じて、適正状態情報を切り替えることができる。あるいは、作業環境もしくは作業内容が時間により変化する場合には、前記適正状態取得部は、現在時刻に応じて適正状態情報を切り替えたり、あるいは、作業環境もしくは作業内容の切り替わりを知らせる信号を受信して適正状態情報を切り替えることもできる。このような構成によれば、作業ごとに適正な格好が異なる場合でも、それぞれの作業に応じた適切な状態監視を行うことが可能となる。

また、前記適正状態取得部は、前記画像入力部により入力された画像を解析して、前記対象者の作業環境もしくは作業内容を推定し、その推定結果に基づいて前記所定部位がとるべき適正な状態を決定するものであってもよい。つまり、撮影した画像から、対象者がとるべき適正な格好を適応的に（動的に）判断するのである。例えば、作業環境や作業内容が任意に変わり得たり、危険事象が突発的もしくは偶発的に生じるリスクがあったりする場合は、適正状態をプリセットしておくことは難しい。しかし、画像から作業環境や作業内容を推定する適応型方式であれば、そのような状況変化にも柔軟に対応することができる。

適応型方式の一例として、前記適正状態取得部が、前記画像入力部により入力された画像から、前記対象者の前記所定部位以外に着用された物体又は前記対象者の周囲に存在する物体を認識し、その認識結果に基づいて前記対象者の作業環境もしくは作業内容を推定する構成が好ましい。対象者自身が着用している物体や対象者の周囲に存在する物体などから推定を行うことで、対象者のとり得る行動や生じ得る危険などを高い確度で予測できるので、不適切行為の抑止や危険回避に高い効果が得られると期待できる。

前記所定部位が手である場合、前記状態推定部は、前記対象者が手に装着物を正しく着用しているか否かを推定するとよい。これにより、例えば、対象者が手袋などを着用する必要がある作業を素手で行おうとしたり、逆に、素手で行うべき作業を手袋をはめたまま行おうとしたりした場合に、それを抑止することができる。また、前記状態推定部が、前記対象者が手に着用している装着物の種類を推定することも好ましい。例えば、ある作業は耐熱用の手袋をはめて行い、次の作業は耐薬品用の手袋をはめて行うというように、装着物を取り換えながら作業を進める必要がある場合などは、装着物の種類が適正かどうかまで監視することで、誤着用による事故を未然に防止できる。

作業環境もしくは作業内容に応じて前記所定部位に着用すべき装着物の色が異なっており、前記適正状態情報は、装着物の色を表す情報を含み、前記制御部は、色の一致を評価することにより、前記対象者が現在着用している装着物が適正な装着物であるかを判定するとよい。このように、色により装着物の適否を判定することで、簡単な処理で高精度の判定が実現できる。

作業環境もしくは作業内容に応じて前記所定部位に着用すべき装着物の厚さが異なっており、前記適正状態情報は、装着物の厚さを表す情報を含み、前記制御部は、厚さの一致を評価することにより、前記対象者が現在着用している装着物が適正な装着物であるかを判定するとよい。このように、厚さにより装着物の適否を判定することで、簡単な処理で高精度の判定が実現できる。

作業環境もしくは作業内容に応じて前記所定部位に着用すべき装着物の形状が異なっており、前記適正状態情報は、装着物の形状を表す情報を含み、前記制御部は、形状の一致を評価することにより、前記対象者が現在着用している装着物が適正な装着物であるかを判定するとよい。このように、形状により装着物の適否を判定することで、簡単な処理で高精度の判定が実現できる。

作業環境もしくは作業内容に応じて装着物の装着範囲が異なっており、前記適正状態情報は、装着物の装着範囲を表す情報を含み、前記制御部は、装着物の装着範囲の一致を評価することにより、前記対象者の装着物の装着状態が適正であるかを判定するとよい。装着範囲とは、装着物によって覆われる前記所定部位の範囲をさす。これにより、装着物そのものの適正だけでなく、その装着状態の適正も監視することができる。

なお、本発明は、上記構成ないし機能の少なくとも一部を有する監視装置として捉えることができる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む監視方法もしくは監視装置の制御方法、または、かかる方法を監視装置（コンピュータ）に実行させるためのプログラム、または、そのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。上記構成および処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

本発明によれば、作業者の格好が作業環境もしくは作業内容に応じた適正な状態にあるかを自動で監視することができる。

第１実施形態に係る監視システムの構成を模式的に示す図。 第１実施形態に係る適正状態情報のデータ構造の一例を示す図。 第１実施形態に係る監視処理の流れを示すフローチャート。 第２実施形態に係る監視システムの構成を模式的に示す図。 第２実施形態に係る適正状態情報のデータ構造の一例を示す図。 第２実施形態に係る監視処理の流れを示すフローチャート。 第３実施形態に係る監視システムで用いられる画像の一例を示す図。 第３実施形態に係る監視処理の流れを示すフローチャート。 第４実施形態に係る監視処理の流れを示すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。以下の実施形態では、工場等における危険回避（安全衛生の確保）のために、作業者が所定の手袋を着用しているか否かを自動監視するシステムに、本発明を適用した例を説明する。

＜第１実施形態＞
（システム構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る監視システムの構成を模式的に示す図である。第１実施形態の監視システム１は、工場やクリーンルームの入場ゲートに設置され、入場しようとする作業者が所定の手袋を正しく着用しているか否かをチェックするために用いられる。

監視システム１は、図１に示すように、カメラ１０と、監視装置１１と、出力装置１２とから構成されている。カメラ１０は、作業者１３を撮影し、得られた画像データを監視装置１１に取り込むための撮像機器である。図１には一つのカメラ１０を示しているが、必要に応じて複数のカメラ１０を設置してもよい。異なる方向から作業者１３を撮影することで死角をなくすためである。監視装置１１は、カメラ１０から取得した画像を用いて、作業者１３が所定の手袋を正しく着用しているか否かを判定する装置である。出力装置１２は、作業者１３に対し判定結果を出力するための装置である。作業者１３の格好が適正かどうかを通知する目的であれば、判定結果を文字や画像で出力するディスプレイ装置、音声や警告音を出力するスピーカなどを、出力装置１２として用いることができる。

監視装置１１は、図１に示すように、画像入力部１１０、手検出部１１１、手状態推定部１１２、適正状態取得部１１３、記憶部１１４、制御部１１５などの機能要素を有している。監視装置１１は、例えば、プロセッサ（ＣＰＵ）、メモリ、補助記憶装置、入力装置、通信ＩＦなどのハードウエア資源を備えたコンピュータシステムにより構成でき、図１に示す各機能要素は、プロセッサがプログラムを実行することで実現されるものである。ただし、これらの機能要素の全部又は一部を専用のチップ（ロジック回路）で構成しても構わない。また、一つのコンピュータではなく、複数のコンピュータの組み合わせ又はクラウドコンピューティングにより監視装置１１ないし監視システム１を構成することもできる。

画像入力部１１０は、カメラ１０から画像データを取り込む機能である。取り込む画像は動画でも静止画でもよい。手検出部１１１は、取り込まれた画像を解析し手の領域（例えば手首から指先までの部位）を検出する機能である。手検出処理にはどのような技術が適用されてもよい。例えば、画像から顔や頭部を検出し、人体モデルに基づく相対位置関係から手領域を特定する方法、パターン認識やモデルフィッティングにより手指の形状を認識する方法などがある。

手状態推定部１１２は、手領域の画像を解析して、素手であるか、手袋を正しく着用しているかの状態推定を行う機能である。手状態の推定処理にはどのような技術が適用されてもよい。例えば、手領域から抽出される色情報と顔領域から抽出される色情報とを比較し、両者が類似している場合には「素手」、相違する場合には「手袋着用」と判定する方法、手領域のサイズに対する指の相対的な太さが所定値以上の場合に「手袋着用」と判定する方法、手袋の形状や模様を認識する方法などが考えられる。さらに、手状態推定部１１２は、着用されている手袋の特徴（例えば、色、形状、厚さなど）や装着範囲（手袋で覆われている範囲）などを推定してもよい。例えば、手袋の色は、手領域から抽出された色情報から推定することができ、手袋の形状特徴は、パターンマッチングや形状解析などを用いて推定することができる。手袋の厚さは、手袋の端縁部分の画素数から推定したり、手袋の表面に形成される皺の具合から推定することもできる。装着範囲については、手領域内の画素の色ヒストグラムなどから推定できる。例えば、色ヒストグラムにおいてある色領域に画素が集中している場合は、手袋により手全範囲が覆われていると推定できるし、色ヒストグラムにおいて肌色領域にも画素の分布がみられる場合は、手袋が正しく着用されておらず、素肌の一部が露出している可能性があると推定できる。

適正状態取得部１１３は、適正状態情報を記憶部１１４から読み込む機能である。適正状態情報は、作業者１３に義務付けられている適正な格好（本実施形態の場合は、所定の手袋の着用）を定義する情報である。図２は、記憶部１１４に設定されている適正状態情報のデータ構造の一例を示すものであり、「化学薬品の取り扱い」という作業内容を行うための保護具として「耐薬品用ゴム手袋」の着用が必要であること、その手袋の色は「青」であり、「両手全範囲」を覆うように装着しなければならないことなどが定義されている。この適正状態情報は、監視システム１の設置時などにユーザ（システム管理者）によりプリセットされるものである。

制御部１１５は、手状態推定部１１２による推定結果と適正状態取得部１１３により読み込まれた適正状態情報とを比べることにより、手の状態が適正であるか否かを判定する機能である。また、制御部１１５は、判定結果に応じた制御信号を生成し出力装置１２に送出することで、出力装置１２の制御を行う機能も有する。

（監視処理）
図３は、第１実施形態に係る監視システム１の監視処理の流れを示すフローチャートである。例えば、人感センサやカメラ１０の画像を利用した人検出により、作業者１３が入
場ゲートに到来したことを検知すると、監視装置１１によって図３の処理が開始される。

まず、画像入力部１１０が、作業者１３を撮影した画像をカメラ１０から取り込む（ステップＳ３０）。次に、手検出部１１１が、画像から作業者１３の手領域を検出する（ステップＳ３１）。もし手領域の検出に失敗した場合には、当該画像に対する以降の処理をスキップしてもよいし、画像の取込み（ステップＳ３０）をやり直してもよい。続いて、手状態推定部１１２が、ステップＳ３１で検出された手領域の画像を解析し、作業者１３が手袋を着用しているか素手かを判定し、手袋着用と判定された場合はさらに、手袋の色、装着範囲などを推定する（ステップＳ３２）。一方、適正状態取得部１１３が、記憶部１１４から図２に示す適正状態情報を読み込む（ステップＳ３３）。

制御部１１５は、手状態推定部１１２の推定結果を取得するとともに、適正状態取得部１１３から適正状態情報を取得する。そして、制御部１１５は、手状態推定部１１２により推定された作業者１３の手の現在の状態が、適正状態情報にて定義された手の適正状態を満足するかを評価する（ステップＳ３４）。

作業者１３が「両手全範囲」に「青」色の手袋をしている場合には、制御部１１５は作業者１３の格好が適正であると判定し（ステップＳ３４；ＹＥＳ）、出力装置１２から入場許可のメッセージを出力する（ステップＳ３５）。一方、作業者１３が「素手」である場合、あるいは、手袋を装着していたとしても、色が違っていたり、正しく装着されていなかった場合には、制御部１１５は作業者１３の格好が適正でないと判定し（ステップＳ３４；ＮＯ）、正しい手袋の着用を促すメッセージを出力装置１２から出力する（ステップＳ３６）。このとき、制御部１１５が入場ゲートを閉鎖し、適正でない格好の作業者の入場を抑止してもよい。

（本実施形態の利点）
以上述べた第１実施形態の監視システム１によれば、画像から推定した作業者１３の手の状態を適正状態情報と比べることで、作業者１３の現在の格好が作業環境もしくは作業内容に応じた適正な状態にあるかを自動で判定することができる。そして、所定の手袋が正しく着用されてない場合に、着用を促すメッセージを出力したり、入場ゲートを閉鎖したりすることで、適正でない格好で作業が行われることを未然に防止することができる。加えて、本実施形態の監視システム１は画像を用いるので、非接触で（しかもある程度離れた位置からでも）作業者１３の状態監視を行うことができる。これにより、作業者１３の作業や行動を実質的に阻害することなく、監視を実行・継続することが可能となる。また、本実施形態の監視システム１は設置の自由度が高いため、さまざまな場面や用途への展開が容易に実現できるという利点もある。さらに本実施形態では、適正状態情報を記憶部１１４にプリセットしておくため、適正状態取得部１１３の機能および処理をシンプルにできるとともに、手袋着用の適否を高速に且つ精度よく判断できる。また、色の一致を評価することにより、作業者が着用している装着物が適正か否かを判定するので、簡単な処理で高精度の判定が実現できる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る監視システムについて説明する。第１実施形態は、入場ゲートのような所定の場所において作業者の手袋の着用をチェックするシステムであったのに対し、第２実施形態のものは、作業環境や作業内容が異なる複数のエリアを同時に監視可能なシステムである。

図４は、本発明の第２実施形態に係る監視システムの構成とその監視エリアを模式的に示している。なお、第１実施形態に係る監視システムと同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略するものとする。

本実施形態の監視システム１には、３台のカメラ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが設けられており、第１のカメラ１０Ａは作業エリアＡ、第２のカメラ１０Ｂは作業エリアＢ、第３のカメラ１０Ｃは作業エリアＣをそれぞれ撮影するように設置されている。３つの作業エリアＡ〜Ｃでは異なる内容の作業、例えば、作業エリアＡでは「鋭利な部品の取り扱い」、作業エリアＢでは「化学薬品の取り扱い」、作業エリアＣでは「商品の品質チェック」が行われるものする。それぞれの作業に従事する作業者は、それぞれの作業内容に適合する装着具を着用することが義務付けられている。もちろん同じ作業者が作業エリアＡ〜Ｃのあいだを移動して各作業を行うことも想定されるが、その場合には、作業エリアごとに装着具を取り替えつつ作業を進める必要がある。本実施形態の監視システム１はこのような異なる作業が混在した環境（マルチタスク環境）における状態監視に適した構成を有する。

図５は、記憶部１１４に設定されている適正状態情報のデータ構造の一例を示している。ここでは、作業エリアごとの作業内容もしくは作業環境に応じた、複数の適正状態情報が設定されている。具体的には、作業エリアＡの適正状態情報では、「鋭利な部品の取り扱い」作業を行う際に「防刃グローブ」の着用が必要であること、そのグローブの色は「赤」で、厚さレベルが「３（厚い）」であり、「両手全範囲」を覆うように装着しなければならないことなどが定義されている。また、作業エリアＢの適正状態情報としては、「化学薬品の取り扱い」作業を行うために「耐薬品用ゴム手袋」を着用すること、その手袋の色は「青」、厚さレベルが「２（中程度）」であり、「両手全範囲」を覆うように装着しなければならないことが定義され、作業エリアＣの適正状態情報としては、「商品の品質チェック」作業を行うために「指サック」を装着すること、その色は「黄」、厚さレベルは「１（薄い）」であり、「両手の全指」に装着しなければならないことが定義されている。

図６は、第２実施形態に係る監視システム１の監視処理の流れを示すフローチャートである。図６の処理は、所定のインターバルで（例えば０．１秒に１回）繰り返し実行されるものとする。

まず、作業エリアＡを処理対象エリアＸに設定する（ステップＳ６０）。そして、画像入力部１１０が、作業エリアＡに設置された第１のカメラ１０Ａから作業エリアＡの画像を取り込む（ステップＳ６１）。次に、手検出部１１１が、画像から作業者およびその手領域を検出する（ステップＳ６２）。もし画像中に作業者が存在しなかったり、手領域の検出に失敗した場合には、当該画像に対する以降の処理はスキップすればよい。続いて、手状態推定部１１２が、ステップＳ６１で検出された手領域の画像を解析し、作業者が手袋を着用しているか素手かを判定し、手袋着用と判定された場合はさらに、手袋の色、厚さレベル、装着範囲などを推定する（ステップＳ６３）。一方、適正状態取得部１１３は、記憶部１１４から作業エリアＡに対応する適正状態情報を読み込む（ステップＳ６４）。

制御部１１５は、手状態推定部１１２の推定結果を取得するとともに、適正状態取得部１１３から作業エリアＡの適正状態情報を取得する。そして、制御部１１５は、手状態推定部１１２により推定された作業エリアＡにいる作業者の格好（手の状態）が、適正状態情報にて定義された適正状態を満足するかを評価する（ステップＳ６４）。

作業者が「両手全範囲」に厚さレベル「３」の「赤」色の手袋をしている場合には、制御部１１５は作業者の格好が適正であると判定する（ステップＳ６５；ＹＥＳ）。一方、作業者が「素手」である場合、あるいは、色や厚さが違う手袋を装着しているか、正しく装着されていない場合には、制御部１１５は作業者の格好が適正でないと判定し（ステッ
プＳ６５；ＮＯ）、正しい手袋の着用を促すメッセージを作業エリアＡにいる作業者に向けて出力する（ステップＳ６６）。

作業エリアが他にも存在する場合は（ステップＳ６７；ＹＥＳ）、次の作業エリア（例えばＢ）を処理対象エリアＸに設定し（ステップＳ６８）、同様の処理を行う。すなわち、画像入力部１１０が、第２のカメラ１０Ｂから作業エリアＢの画像を取り込み（ステップＳ６１）、手検出部１１１が手領域を検出し（ステップＳ６２）、手状態推定部１１２が、作業者の手袋の着用の有無や手袋の色、厚さレベル、装着範囲などを推定する（ステップＳ６３）。一方、適正状態取得部１１３は、記憶部１１４から作業エリアＢに対応する適正状態情報を読み込む（ステップＳ６４）。そして、制御部１１５が、作業エリアＢにいる作業者の手の状態を作業エリアＢの適正状態情報と比較することで、作業者の格好が適正か否かを判定し（ステップＳ６５）、適正でない場合は正しい手袋の着用を促すメッセージを作業エリアＢにいる作業者に向けて出力する（ステップＳ６６）。

その後、作業エリアＣに対しても同様の処理を行った後、処理を終了する（ステップＳ６７；ＮＯ）。以上のステップＳ６０〜Ｓ６７の処理を定期的に繰り返し実行することで、一つの監視システム１で、作業環境や作業内容が異なる複数のエリアを同時に監視することができる。

以上述べた第２実施形態の監視システムによれば、第１実施形態の監視システムと同様の作用効果を奏することができる。加えて、作業環境や作業内容に合わせて適正状態情報を切り替えるようにしたので、作業ごとに適正な格好が異なる場合でも、それぞれの作業に応じた適切な状態監視を行うことが可能となる。また、色の一致を評価することにより、作業者が着用している装着物が適正か否かを判定するので、簡単な処理で高精度の判定が実現できる。特に本実施形態のように、複数の作業が混在する現場においては、作業ごとに手袋の色を異ならせるという作業ルールと連携させることで、作業ルールの徹底と監視処理の簡易化の相乗効果を期待できる。

＜第３実施形態＞
上記第２実施形態では、作業エリアごとにカメラを設置したのに対し、第３実施形態では、複数のエリアを一台のカメラで撮影し、作業者が画像内のどの位置に存在するかで適正状態情報の切り替えを行う。

図７は、カメラ１０から取り込まれた画像の一例を示している。画像内のブロック７０Ａに作業エリアＡが写っており、ブロック７０Ｂに作業エリアＢが写っており、ブロック７０Ｃに作業エリアＣが写っているものとする。画像内のブロックと作業エリア（適正状態情報）との対応付けは、監視システム１の設置時などにユーザ（システム管理者）により設定される。

図８は、第３実施形態に係る監視システムの監視処理の流れを示すフローチャートである。図８の処理は、所定のインターバルで（例えば０．１秒に１回）繰り返し実行されるものとする。

まず、画像入力部１１０が、カメラ１０から画像を取り込む（ステップＳ８０）。次に、画像入力部１１０が、画像を分割して、各作業エリアＡ、Ｂ、Ｃに対応する部分画像を生成する（ステップＳ８１）。その後、各部分画像に対して、第２実施形態で述べたのと同様の処理を適用する（図８のステップＳ８２〜Ｓ８９は、図６のステップＳ６０、Ｓ６２〜Ｓ６８の処理とそれぞれ同じである）。すなわち、ブロック７０Ａの部分画像に含まれる作業者については、作業エリアＡの適正状態情報（図５参照）と照合し、ブロック７０Ｂの部分画像に含まれる作業者については、作業エリアＢの適正状態情報と照合し、ブ
ロック７０Ｃの部分画像に含まれる作業者については、作業エリアＣの適正状態情報と照合するのである。

本実施形態の構成によっても、第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。加えて、第２実施形態よりもカメラの台数を削減できるので、監視システムの構成の簡易化およびコスト低減を図ることが可能となる。

＜第４実施形態＞
上記第１〜第３実施形態では、プリセットした適正状態情報を用いたのに対し、第４実施形態では、監視システムが、撮影した画像から作業者がとるべき適正な格好を適応的に（動的に）判断する。例えば、作業環境や作業内容が任意に変わり得たり、危険事象が突発的もしくは偶発的に生じるリスクがあったりする場合は、適正状態を予め定めておくことは難しいが、画像から作業環境や作業内容を適応的に判断すれば、そのような状況変化にも柔軟に対応することができる。

監視システムの基本的な構成については、前述の実施形態と実質的に同じであるため図示を省略する。ただし、本実施形態の監視システムでは、適正状態取得部１１３が画像解析による作業環境もしくは作業内容の推定を行う機能を有する点、および、適正状態情報がプリセットされる記憶部１１４を設ける必要がない点で、前述の実施形態の監視システムと異なる。以下、本実施形態に特有の構成を中心に説明する。

図９は、第４実施形態に係る監視システムの監視処理の流れを示すフローチャートである。図９の処理は、所定のインターバルで（例えば０．１秒に１回）繰り返し実行されるものとする。

まず、画像入力部１１０が、カメラ１０から画像を取り込む（ステップＳ９０）。次に、手検出部１１１が、画像から作業者およびその手領域を検出する（ステップＳ９１）。もし画像中に作業者が存在しなかったり、手領域の検出に失敗した場合には、当該画像に対する以降の処理はスキップすればよい。続いて、手状態推定部１１２が、ステップＳ９１で検出された手領域の画像を解析し、作業者が手袋を着用しているか素手かを判定し、手袋着用と判定された場合はさらに、手袋の色、装着範囲などを推定する（ステップＳ９２）。

一方、適正状態取得部１１３は、ステップＳ９０で取り込まれた画像を解析し、作業環境や作業内容の推定を行う（ステップＳ９３）。作業環境の推定処理および作業内容の推定処理には、いわゆる物体認識やシーン認識などどのような技術が適用されてもよい。一例を挙げると、物体認識により、作業者の周囲に存在する物体を検出・認識し、手で扱う可能性のある物体（触れたり、持ち運んだり、操作したりするもの）が作業者の近くに存在するかを判断することで、作業者が行う作業を予測できる。例えば、作業者の近くに薬品容器が存在した場合は、作業者が当該薬品に触れる危険性のある作業を行う可能性が高いと推論できるし、作業者の目の前に食品が存在する場合は、食品加工などの衛生管理が要求される作業を行う可能性が高いと推論できる。あるいは、作業者自身の服装や装備などを検出・認識することで、作業者が行う作業やその作業環境などを予測することも可能である。例えば、作業者がゴム長靴を履き、目にゴーグル等の保護具を装着していた場合には、手にも何らかの保護具が必要であろうと推論できるし、逆に、作業者が何らの保護具を装着していない場合や肌の露出部分が多い場合には、手を保護する必要はないと推論することもできる。ここで例示したように、作業者自身が着用している物体や作業者の周囲に存在する物体などから作業環境や作業内容の推定を行うことで、作業者のとり得る行動や生じ得る危険などを高い確度で予測でき、不適切行為（例えば食品を素手で触るなど）の抑止や危険回避に高い効果が得られると期待できる。適正状態取得部１１３は、この
ような推定結果に基づき作業者の適正な格好を決定し、適正状態情報を生成する。

次に、制御部１１５は、手状態推定部１１２の推定結果を取得するとともに、適正状態取得部１１３から適正状態情報を取得する。そして、制御部１１５は、手状態推定部１１２により推定された作業者の格好（手の状態）が、適正状態を満足するかを評価する（ステップＳ９４）。これ以降の処理は、前述の各実施形態と同様である。

本実施形態の構成によっても、前述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。加えて、作業環境や作業内容が任意に変わり得たり、危険事象が突発的もしくは偶発的に生じるリスクがある現場においても、状況変化に柔軟に対応した監視処理を行うことができるという利点がある。

＜その他の実施形態＞
上述した各実施形態は本発明の一具体例を示したものにすぎない。例えば、第１〜第４実施形態の構成を適宜組み合わせてもよいし、以下のような構成を採用することも好ましい。

上記実施形態では、作業者の手の状態（素手か、手袋等を装着しているか）を監視したが、身体の他の部位における装着物の適否を監視の対象とすることもできる。例えば、危険物を扱う場合や危険地帯での作業時には、頭部や目などを保護する必要がある。また、食品のような衛生管理物を取り扱う場合には、マスクや帽子の着用が必要とされる。したがって、画像から頭部や顔器官（目、鼻、口など）の状態を推定し、ヘルメット、帽子、ゴーグル、マスクといった必要な装着物が着用されているか監視してもよい。逆に、作業を行う際に不適切な装着物（例えば、イヤリング、ネックレスなど）を検出した場合に、注意・警告を発してもよい。

また、上記実施形態では、作業者の格好が適正でない場合に出力装置１２からメッセージを出力する構成としたが、判定結果に基づく制御はこれに限らない。例えば、危険回避のために機械を緊急停止することも好ましい。また、工程管理や改善のために、電子メールなどで現場の責任者に通報したり、ログに記録したりすることもできる。

１：監視システム
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：カメラ
１１：監視装置
１２：出力装置
１３：作業者
１１０：画像入力部
１１１：手検出部
１１２：手状態推定部
１１３：適正状態取得部
１１４：記憶部
１１５：制御部

Claims (13)

1. 対象者の格好が作業環境もしくは作業内容に応じた適正な状態にあるかを監視するための監視装置であって、
   対象者を撮影した画像を入力する画像入力部と、
   前記画像入力部により入力された画像を解析して、前記対象者の身体の所定部位を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された前記所定部位の状態を推定する状態推定部と、
   作業環境もしくは作業内容に応じた、前記所定部位がとるべき適正な状態を表す適正状態情報を取得する適正状態取得部と、
   前記状態推定部による推定結果と前記適正状態情報とを比べることにより、前記対象者の前記所定部位の現在の状態が適正であるか否かを判定し、その判定結果に応じた制御を行う制御部と、
   を有し、
   前記適正状態取得部は、前記画像入力部により入力された画像を解析して、前記対象者の作業環境もしくは作業内容を推定し、その推定結果に基づいて前記所定部位がとるべき適正な状態を決定するものである、
   ことを特徴とする監視装置。
2. 前記適正状態取得部は、前記所定部位がとるべき適正な状態を表す適正状態情報があらかじめ設定されている記憶部から、前記状態推定部による推定結果と比べる適正状態情報を読み込むものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
3. 前記記憶部には、複数の適正状態情報を設定可能であり、
   前記適正状態取得部は、作業環境もしくは作業内容に合わせて前記状態推定部による推定結果と比べる適正状態情報を切り替え可能である
   ことを特徴とする請求項２に記載の監視装置。
4. 前記監視装置は、作業環境もしくは作業内容が異なる複数のエリアを監視するものであり、
   前記適正状態取得部は、前記対象者もしくは前記所定部位がどのエリアに位置するかに応じて、適正状態情報を切り替える
   ことを特徴とする請求項３に記載の監視装置。
5. 前記適正状態取得部は、前記画像入力部により入力された画像から、前記対象者の前記所定部位以外に着用された物体又は前記対象者の周囲に存在する物体を認識し、その認識結果に基づいて前記対象者の作業環境もしくは作業内容を推定する
   ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の監視装置。
6. 前記所定部位は、手であり、
   前記状態推定部は、前記対象者が手に装着物を正しく着用しているか否かを推定し、又は、前記対象者が手に着用している装着物の種類を推定するものである
   ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の監視装置。
7. 作業環境もしくは作業内容に応じて前記所定部位に着用すべき装着物の色が異なっており、
   前記適正状態情報は、装着物の色を表す情報を含み、
   前記制御部は、色の一致を評価することにより、前記対象者が現在着用している装着物が適正な装着物であるかを判定する
   ことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の監視装置。
8. 作業環境もしくは作業内容に応じて前記所定部位に着用すべき装着物の厚さが異なっており、
   前記適正状態情報は、装着物の厚さを表す情報を含み、
   前記制御部は、厚さの一致を評価することにより、前記対象者が現在着用している装着物が適正な装着物であるかを判定する
   ことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の監視装置。
9. 作業環境もしくは作業内容に応じて前記所定部位に着用すべき装着物の形状が異なっており、
   前記適正状態情報は、装着物の形状を表す情報を含み、
   前記制御部は、形状の一致を評価することにより、前記対象者が現在着用している装着物が適正な装着物であるかを判定する
   ことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の監視装置。
10. 作業環境もしくは作業内容に応じて装着物の装着範囲が異なっており、
    前記適正状態情報は、装着物の装着範囲を表す情報を含み、
    前記制御部は、装着物の装着範囲の一致を評価することにより、前記対象者の装着物の装着状態が適正であるかを判定する
    ことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の監視装置。
11. 対象者の格好が作業環境もしくは作業内容に応じた適正な状態にあるかを監視するための監視方法であって、
    コンピュータが、対象者を撮影した画像を入力するステップと、
    コンピュータが、前記入力された画像を解析して、前記対象者の身体の所定部位を検出するステップと、
    コンピュータが、前記所定部位の状態を推定するステップと、
    コンピュータが、作業環境もしくは作業内容に応じた、前記所定部位がとるべき適正な状態を表す適正状態情報を取得するステップと、
    コンピュータが、前記状態推定の結果と前記適正状態情報とを比べることにより、前記
    対象者の前記所定部位の現在の状態が適正であるか否かを判定し、その判定結果に応じた制御を行うステップと、
    を有し、
    前記適正状態情報を取得するステップでは、前記画像を入力するステップにおいて入力された画像を解析して、前記対象者の作業環境もしくは作業内容を推定し、その推定結果に基づいて前記所定部位がとるべき適正な状態を決定する、
    ことを特徴とする監視方法。
12. 請求項１１に記載の監視方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
13. 請求項１２に記載のプログラムを記憶していることを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。

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