(57)【要約】      （修正有）【課題】作業者の身に着けられるウェアラブルデバイスを利用して、屋内空間であっても作業者の生体情報及び位置情報を取得及び蓄積することができる屋内空間作業支援システムを提供する。【解決手段】屋内空間作業支援システム１は、屋内空間の所定の位置に互いに無線通信可能に設置される少なくとも３つ以上のアクセスポイント２と、アクセスポイント２と無線通信可能で作業者に着用されるウェアラブルデバイス３と、少なくとも１つのアクセスポイントと接続されるサーバ４と、を備える。各アクセスポイントは、それぞれの位置情報を載せた電波を送信し、ウェアラブルデバイスは、作業者の生体情報と各アクセスポイントの電波の受信強度及び位置情報とを取得してサーバに送信し、サーバは、受信した生体情報と受信強度及び位置情報とをシステム時刻に紐づけて記憶し、受信強度及び位置情報とに基づいて作業者の位置を算出する。【選択図】図１
2020125923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋内空間の所定の位置に互いに無線通信可能に設置される少なくとも３つ以上のアクセスポイントと、
前記屋内空間での作業を行う作業者の身に着けられて各前記アクセスポイントと無線通信可能なウェアラブルデバイスと、
少なくとも１つの前記アクセスポイントと通信可能に接続されるサーバと、
を備えるシステムであって、
各前記アクセスポイントは、それぞれが設置された位置の位置情報を示す位置情報識別子を備え、一定の出力強度で前記位置情報識別子を載せた電波を送信し、
前記ウェアラブルデバイスは、
前記作業者の生体情報を取得する生体情報取得手段と、
前記アクセスポイントから送信される前記電波の受信強度及び前記位置情報識別子を取得する受信強度取得手段と、
を備え、
前記ウェアラブルデバイスは、前記生体情報取得手段によって取得された前記生体情報と、前記受信強度取得手段によって取得された各前記アクセスポイントに対する前記受信強度及び前記位置情報識別子と、を前記アクセスポイントを介して前記サーバに送信し、
前記サーバは、
システム時刻を保持して計時する時計手段と、
前記ウェアラブルデバイスから送られてきた前記生体情報と各前記アクセスポイントに対する前記受信強度及び前記位置情報識別子とを、前記時計手段による前記システム時刻に紐づけて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された同じ前記システム時刻に紐づけられた前記受信強度と前記出力強度とに基づいて各前記アクセスポイントからの推定距離を算出し、各アクセスポイントに対する前記位置情報識別子及び前記推定距離に基づいて前記ウェアラブルデバイスの位置を算出する位置算出手段と、
を備えることを特徴とする屋内空間作業支援システム。
【請求項２】
前記ウェアラブルデバイスが、作業者の上半身に着用される衣服型のスマートウェアであることを特徴とする請求項１に記載の屋内空間作業支援システム。
【請求項３】
前記生体情報が、少なくとも心拍情報を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の屋内空間作業支援システム。
【請求項４】
前記アクセスポイントと前記ウェアラブルデバイスとが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）に準拠した無線通信規格により無線通信を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の屋内空間作業支援システム。
【請求項５】
前記ウェアラブルデバイスが、補助デバイスをさらに備え、
前記補助デバイスは、
補助制御手段と、
内部時刻を保持して計時する補助時計手段と、
前記生体情報取得手段により取得された前記生体情報を前記補助時計手段による前記内部時刻に紐づけて記憶する補助記憶手段と、
を備え、
前記補助制御手段は、前記ウェアラブルデバイスと前記アクセスポイントとの無線通信が切断されると、前記生体情報を前記内部時刻に紐づけて前記補助記憶手段に記憶させ、前記ウェアラブルデバイスと前記アクセスポイントとの無線通信が回復されると、前記サーバの前記時計手段の前記システム時刻と前記補助時計手段の前記内部時刻との差を算出し、その差に基づいて、前記切断中に前記補助記憶手段に記憶された前記生体情報に紐づけられた当該生体情報取得時の前記内部時刻を、同時刻の前記システム時刻に補正し、補正後の前記システム時刻に紐づけられた前記生体情報を前記サーバに送信して前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の屋内空間作業支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業者の身に着けられるウェアラブルデバイスを利用して屋内空間での作業時における作業効率の改善及び作業者の安全管理の支援を行う屋内空間作業支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地下、トンネル、船の中等のような屋内の閉鎖空間で作業を行う場合がある。このような閉鎖空間の作業現場は、一般的に風通しが悪く、高温多湿の環境となっており、その上、作業者は安全のために長袖長ズボンの保護服やヘルメットを着用していることも多く、発汗や空気の対流による体温調節を行えずに熱中症になってしまう等、安全や健康に対するリスクが高い過酷な現場であることが多い。また、このような現場では、環境が過酷であることもあり、作業者の高齢化や熟練作業者の減少等、人手不足に悩んでいるところも多い。そのため、作業者の生産性及び安全性の向上が喫緊の課題となっている。
【０００３】
一方、近年、様々な分野において、ウェアラブルデバイスの研究・開発が盛んに行われている。ウェアラブルデバイスは、腕時計型、眼鏡型、衣服型等、様々な形態のものが存在し、利用者の身に着けられるようなコンピュータデバイスである。その中でも、常時身に着けられるという特徴から、ウェアラブルデバイスのヘルスモニタリング分野での応用が期待されている。従来、心電図等の生体情報を測定する場合、ディスポーザブル電極をゲルや粘着テープ等によって被測定者の皮膚に貼付して測定することが一般的であるが、長時間の連続測定や運動動作中の測定を行う場合には、電極の貼付部に発汗による不快感やかぶれを生じたり、ゲルや粘着テープが剥がれたりと、生体情報を測定することは困難であった。このような従来の生体情報の測定に対して、例えば、特許文献１には、衣服の内側に電極を有し、ゲルや粘着テープ等の接着部材を用いずに、着用者がその衣服を着用した時に皮膚に電極が接触して、歩行動作時やランニング等の運動動作時においても心電図を計測可能な衣服型のウェアラブルデバイスが開示されている。特許文献１に記載のようなウェアラブルデバイスを用いることによって、生体情報の長時間の測定や運動時における測定を簡便に行うことができる。また、特許文献１には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ、全地球測位システム）と組み合わせることで位置情報を得られることが示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０２９６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、屋内の閉鎖空間の作業現場では、作業者の生産性及び安全性の向上が課題となっている。この課題を解決する手段として、作業者の作業中の生体情報及び位置情報を取得・蓄積し、得られたデータを解析することで、その解析結果を作業者の行動の効率化、危険回避、体調不良の予防等に利用することが考えられる。例えば、位置情報から移動距離、順路、速度や滞留時間等の動線パターンを解析することで、作業レイアウトを改善して無駄な移動や滞留時間を省けるようにする、また、心拍数や体温等の生体情報の変動の体調異変との関係性や、生体情報と作業内容や動線パターンとの関係性等の傾向分析を行うことで、作業効率の低下や体調不良に陥る前に休憩を取るように警告を行う、等によって生産性及び安全性の向上を図ることができると考えられる。そのためには、まず、作業者の生体情報及び位置情報を取得する必要がある。
【０００６】
作業者の生体情報及び位置情報の取得には、長時間装着していても作業の邪魔にならないように上記の特許文献１に記載のようなウェアラブルデバイスを利用することが有効であると考えられる。しかしながら、位置情報については、従来、特許文献１で示唆されているようにＧＰＳを利用することが一般的であり、ＧＰＳは衛星からの電波によって位置情報を取得するものであるため、ここで課題としている屋内においては位置情報を取得できなかった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、作業者の身に着けられるウェアラブルデバイスを利用して、屋内空間であっても作業者の生体情報及び位置情報を取得及び蓄積することができる屋内空間作業支援システ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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る屋内空間作業支援システムは、屋内空間の所定の位置に互いに無線通信可能に設置される少なくとも３つ以上のアクセスポイントと、前記屋内空間での作業を行う作業者の身に着けられて各前記アクセスポイントと無線通信可能なウェアラブルデバイスと、少なくとも１つの前記アクセスポイントと通信可能に接続されるサーバと、を備えるシステムであって、各前記アクセスポイントは、それぞれが設置された位置の位置情報を示す位置情報識別子を備え、一定の出力強度で前記位置情報識別子を載せた電波を送信し、前記ウェアラブルデバイスは、前記作業者の生体情報を取得する生体情報取得手段と、前記アクセスポイントから送信される前記電波の受信強度及び前記位置情報識別子を取得する受信強度取得手段と、を備え、前記ウェアラブルデバイスは、前記生体情報取得手段によって取得された前記生体情報と、前記受信強度取得手段によって取得された各前記アクセスポイントに対する前記受信強度及び前記位置情報識別子と、を前記アクセスポイントを介して前記サーバに送信し、前記サーバは、システム時刻を保持して計時する時計手段と、前記ウェアラブルデバイスから送られてきた前記生体情報と各前記アクセスポイントに対する前記受信強度及び前記位置情報識別子とを、前記時計手段による前記システム時刻に紐づけて記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された同じ前記システム時刻に紐づけられた前記受信強度と前記出力強度とに基づいて各前記アクセスポイントからの推定距離を算出し、各アクセスポイントに対する前記位置情報識別子及び前記推定距離に基づいて前記ウェアラブルデバイスの位置を算出する位置算出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、本発明に係る屋内空間作業支援システムは、前記ウェアラブルデバイスが、作業者の上半身に着用される衣服型のスマートウェアであることを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、本発明に係る屋内空間作業支援システムは、前記生体情報が、少なくとも心拍情報を含むことを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、本発明に係る屋内空間作業支援システムは、前記アクセスポイントと前記ウェアラブルデバイスとが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）に準拠した無線通信規格により無線通信を行うことを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、本発明に係る屋内空間作業支援システムは、前記ウェアラブルデバイスが、補助デバイスをさらに備え、前記補助デバイスは、補助制御手段と、内部時刻を保持して計時する補助時計手段と、前記生体情報取得手段により取得された前記生体情報を前記補助時計手段による前記内部時刻に紐づけて記憶する補助記憶手段と、を備え、前記補助制御手段は、前記ウェアラブルデバイスと前記アクセスポイントとの無線通信が切断されると、前記生体情報を前記内部時刻に紐づけて前記補助記憶手段に記憶させ、前記ウェアラブルデバイスと前記アクセスポイントとの無線通信が回復されると、前記サーバの前記時計手段の前記システム時刻と前記補助時計手段の前記内部時刻との差を算出し、その差に基づいて、前記切断中に前記補助記憶手段に記憶された前記生体情報に紐づけられた当該生体情報取得時の前記内部時刻を、同時刻の前記システム時刻に補正し、補正後の前記システム時刻に紐づけられた前記生体情報を前記サーバに送信して前記記憶手段に記憶させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る屋内空間作業支援システムによると、屋内空間で作業を行う作業者の身にはウェアラブルデバイスが装着されており、ウェアラブルデバイスの生体情報取得手段によって作業者の生体情報を取得することができる。その屋内空間には、所定の位置に設置されて互いに無線通信可能でウェアラブルデバイスとも無線通信可能なアクセスポイントが少なくとも３つ以上設置されており、このうちの少なくとも１つのアクセスポイントはサーバと通信可能に接続されている。各アクセスポイントは、一定の出力強度で自身の位置情報を示す位置情報識別子を載せた電波を送信し、ウェアラブルデバイスは、各アクセスポイントから送信される電波の受信強度及び位置情報識別子を受信強度取得手段によって取得する。ウェアラブルデバイスによって取得された作業者の生体情報と各アクセスポイントに対する受信強度及び位置情報識別子とは、アクセスポイントを介してサーバに送信されて、サーバの時計手段のシステム時刻に紐づけられてサーバの記憶手段に記憶される。サーバの位置算出手段は、記憶手段に記憶されたアクセスポイントから受信した電波の受信強度及び当該アクセスポイントが送信した電波の出力強度に基づいて当該アクセスポイントからの推定距離を算出し、同じシステム時刻における複数のアクセスポイントに対して算出された推定距離とアクセスポイントの位置情報とに基づいて、ウェアラブルデバイスの位置を算出することで、当該システム時刻における作業者の位置情報を取得できる。このように、本発明に係る屋内空間作業支援システムによって、屋内空間における作業者の生体情報及び位置情報を取得及び蓄積することができる。
【００１４】
好ましくは、本発明に係る屋内空間作業支援システムは、ウェアラブルデバイスが、作業者の上半身に着用される衣服型のスマートウェアであるので、作業者はその衣服型のスマートウェアを着用するだけで、スマートウェアに設けられた電極やセンサ等が作業者の体の所定の位置に配置されるようにすることができるので、作業者に電極やセンサの配置に関する知識を要せず、簡便かつ適切に作業者の生体情報や位置情報を測定することができる。
【００１５】
好ましくは、本発明に係る屋内空間作業支援システムは、生体情報が、少なくとも心拍情報を含むので、心拍変動の傾向分析を行うことができる。心拍は、作業者の疲労度や体調、作業場の環境や作業内容等、様々な要因の影響を受けると考えられるので、これら様々な要因と心拍変動との傾向分析を行うことで、その結果を作業効率の向上や体調不良の予測等に用いることができる可能性がある。
【００１６】
好ましくは、本発明に係る屋内空間作業支援システムは、アクセスポイントとウェアラブルデバイスとが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）に準拠した無線通信規格により無線通信を行うので、無線通信に必要な消費電力は非常に小さいため、大型のバッテリー等を必要とせず、アクセスポイント及びウェアラブルデバイスを長寿命化かつ小型化できる。
【００１７】
好ましくは、本発明に係る屋内空間作業支援システムは、ウェアラブルデバイスが、補助デバイスをさらに備えており、補助デバイスによって、ウェアラブルデバイスとアクセスポイントとの無線通信が切断されている間にウェアラブルデバイスの生体情報取得手段によって取得される生体情報を補助デバイスの補助記憶手段に記憶させることができる。そして、ウェアラブルデバイスとアクセスポイントとの無線通信が回復した時に、切断中に取得されて補助デバイスに記憶されている生体情報を、切断中のシステム時刻に補正した時刻情報に紐づけてサーバの記憶手段に記憶させることができる。従って、ウェアラブルデバイスを装着した作業者が、アクセスポイントの無線通信の範囲外へ出てしまった場合でも、その間の生体情報を切れ目なく取得してサーバの記憶手段に蓄積することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る屋内空間作業支援システムの概略構成平面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る屋内空間作業支援システムのアクセスポイントの機能ブロック図。
【図３】本発明の一実施形態に係る屋内空間作業支援システムのウェアラブルデバイスの概略構成図。
【図４】本発明の一実施形態に係る屋内空間作業支援システムのウェアラブルデバイスの機能ブロック図。
【図５】本発明の一実施形態に係る屋内空間作業支援システムのサーバの機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態について、以下、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、本実施形態に係る屋内空間作業支援システム１は、屋内空間Ｓのそれぞれ所定の位置に設置される複数のアクセスポイント２と、屋内空間Ｓでの作業を行う作業者の身に着けられるウェアラブルデバイス３と、少なくとも１つのアクセスポイント２と通信可能に接続されるサーバ４とを備える。屋内空間作業支援システム１によって、作業者の生体情報及び位置情報を取得及び蓄積することができるので、それらを解析することによって、作業者Ｗの屋内空間Ｓにおける作業時の生産性及び安全性の向上を図ることができる。以下、屋内空間作業支援システム１の各構成要素について詳細に説明する。
【００２０】
アクセスポイント２は、図２に示すように、制御手段２１と、ＢＬＥ通信手段２２と、無線ＬＡＮ通信手段２３とを備え、それぞれがバス２４を介して相互に各種データを通信可能に構成されている。
【００２１】
制御手段２１は、ＢＬＥ通信手段２２及び無線ＬＡＮ通信手段２３の制御を行う。ＢＬＥ通信手段２２及び無線ＬＡＮ通信手段２３のそれぞれの機能は、制御手段２１の制御の下で実行される。制御手段２１は、例えば、ＣＰＵ及びメモリを備える構成とし、メモリに格納された各種プログラムをＣＰＵが演算処理することにより、プログラムに応じた各種制御が行われるように構成すればよい。メモリに格納されるプログラムは、ＢＬＥ通信手段２２や無線ＬＡＮ通信手段２３を介して、または、アクセスポイント２にコネクタを設けて該コネクタに接続される外部記憶装置等を介して、入力や書き換えできるように構成してもよい。また、同様に、アクセスポイント２がそれぞれ備える位置情報識別子についても、メモリに入力や書き換えできるように構成してもよい。
【００２２】
位置情報識別子は、各アクセスポイント２が設置される屋内空間Ｓにおける位置の位置情報を示す。位置情報識別子が示す位置情報は、少なくとも屋内空間Ｓにおいての水平面上の位置が分かるようになっており、例えば、屋内空間Ｓの水平面に互いに直交する２軸の座標系を設定し、その座標系での座標を用いることができる。位置情報識別子は、このような座標データそのものを用いてもよいし、各アクセスポイント２に識別できるようなアルファベットや数字等の文字データを割り当てて用いる等でもよい。その文字データを位置情報識別子として用いる場合は、文字データを座標データと対応させるデータを事前に取得して、後述するサーバ４の記憶手段４３に記憶させておいて、後述するサーバ４の位置算出手段４４で、その文字データから座標データを取得できるようにする等でもよい。サーバ４の位置算出手段４４が、各アクセスポイント２の位置情報識別子からそれぞれの位置情報が分かるようになっていれば何でもよい。
【００２３】
ＢＬＥ通信手段２２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）（以下、ＢＬＥとする）の無線通信規格に準拠した電波の送受信を行い、アクセスポイント２は、ＢＬＥ通信手段２２を介して、他のＢＬＥに準拠した機器との間で種々のデータの無線通信を行うことができるように構成される。各アクセスポイント２は、他の少なくとも１つのアクセスポイント２とＢＬＥ通信手段２２によって無線通信を行えるような位置に設置され、あるアクセスポイント２が受信したデータを、どのアクセスポイント２にも送信できるようになっている。また、各アクセスポイント２は、ＢＬＥ通信手段２２によって、それぞれの位置情報識別子を載せたＢＬＥの電波を一定の出力強度で送信するように構成される。その出力強度のデータは、後述するサーバ４の位置算出手段４４で利用できるようになっている。
【００２４】
無線ＬＡＮ通信手段２３は、無線ＬＡＮの無線通信規格に準拠した電波の送受信を行い、アクセスポイント２は、無線ＬＡＮ通信手段２３を介して、他の同一の無線ＬＡＮの規格に準拠した機器との間で種々のデータの無線通信を行うことができるように構成される。無線ＬＡＮの規格は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）に準拠するものが好ましい。少なくとも１つのアクセスポイント２が、無線ＬＡＮ通信手段２３を介して、サーバ４と各種データの送受信を行うことができるようになっている。図１に示した例では、サーバ４は、屋内空間Ｓの出入口付近に設置されているアクセスポイント２と無線通信可能な位置に設置されて、当該アクセスポイント２と無線通信可能に接続されている。無線ＬＡＮ通信手段２３は、サーバ４と接続されるアクセスポイント２のみに設けるようにしてもよい。また、本実施形態ではアクセスポイント２とサーバ４との接続は、無線ＬＡＮ通信手段２３による無線通信で接続するようにしているが、通信ケーブル等を用いた有線接続でもよい。また、図１におけるサーバ４の位置に、サーバ４に替えてアクセスポイント２と通信可能なインターネットに接続されたルーターを設置し、サーバ４は別の場所に設置して、サーバ４とアクセスポイント２とをインターネットを介して通信可能に接続するように構成してもよい。
【００２５】
アクセスポイント２は、例えば、イギリスのラズベリーパイ財団またはその代理店から入手可能な、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）及びＢＬＥの機能が搭載されたシングルボードコンピュータであるＲａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉ  Ｚｅｒｏ  Ｗを用いて構成してもよい。Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉ  Ｚｅｒｏ  Ｗは、安価で入手でき、大きさが６５ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍ（カタログ値）でモバイルバッテリー等によって駆動可能であるので、占有空間も小さく電源の配線も必要としないので設置も容易である。
【００２６】
ウェアラブルデバイス３は、図３に示すように、作業者の上半身に着用されるウェア３１と、２つの電極３２及び配線３３と、主デバイス３６と、補助デバイス３７とを備える。電極３２、配線３３及び主デバイス３６はウェア３１に取り付けられる。補助デバイス３７は、ウェア３１に取り付けられてもよいし、作業者が携帯するようにしてもよい。
【００２７】
ウェア３１は、作業者が着用した時に、作業者の上半身の体幹部を覆い、作業者の体に直接触れて、作業者の体に密着するような衣服であり、作業者の動作に合わせて追従できるように伸縮性に富む素材により形成されている。
【００２８】
電極３２は、ウェア３１の裏側の所定の位置に固定されており、作業者がウェア３１を着用した時に、作業者の体表の所定の位置に電極３２が接触するようになっている。電極３２は、作業者の体内で発生する電気信号を測定するために用いられ、本実施形態では心臓の拍動に関する心拍情報を取得するため、２つの電極３２は、作業者がウェア３１を着用した時に、２つの電極３２の間に心臓が挟まれるような作業者の胸部の左右の位置に接触するようにウェア３１に設けられている。これによって作業者の心臓の電気的な活動の様子を、体表の電極３２を介して観測する。電極３２は、乾式の電極であり、ゲルや粘着テープ等の接着部材を用いて作業者の体表に貼り付けられるのではなく、ウェア３１が作業者の体に密着することによって、ウェア３１に固定された電極３２も作業者の体に接触するようになっている。そのため、長時間着用していても、皮膚のかぶれや不快感が生じにくくなっている。電極３２は、ウェア３１が作業者の体に密着することで、作業者の体に接触するようになっているので、電極３２は、作業者の体動等によるウェア３１の伸縮に応じて、追従して伸縮できるように伸縮性を有し、伸長時でも電気信号を測定できるように導電性を有する素材により形成されていることが好ましい。
【００２９】
配線３３は、ウェア３１に固定され、電極３２と主デバイス３６とを接続している。電極３２によって取得された電気信号は、配線３３を介して主デバイス３６に送られる。配線３３も、電極３２と同様に、ウェア３１に固定されるため、ウェア３１の伸縮に応じて伸縮性及び導電性を有する素材により形成されていることが好ましい。
【００３０】
電極３２及び配線３３は、例えば、東洋紡社のＣＯＣＯＭＩ（登録商標）を用いて構成することができる。ＣＯＣＯＭＩ（登録商標）は、高い伸縮性及び導電性を有する薄膜状の機能性素材であり、導電シートの両面が絶縁シートにより覆われた３層構造となっており、熱圧着によって生地に簡単に貼り付けることができる。ウェア３１の裏側にＣＯＣＯＭＩ（登録商標）を貼り付けて、電極３２として用いる部分の絶縁シートを剥がして導電シートを露出させることで、導電シートが露出した導電部分を電極３２、絶縁シートに覆われた絶縁部分を配線３３として、電極３２及び配線３３を一体として形成することができる。このように、電極３２及び配線３３を一体として形成すると、電極３２と配線３３との接続部に段差等が生じないので、接続部によって着心地を損ねたり、作業中に接続部に気が取られたりすることを軽減できる。
【００３１】
主デバイス３６は、図４に示すように、制御手段３６１と、生体情報取得手段３６２と、受信強度取得手段３６３と、入出力手段３６４と、ＢＬＥ通信手段３６５とを備え、それぞれがバス３６６を介して相互に各種データを通信可能に構成されている。
【００３２】
制御手段３６１は、生体情報取得手段３６２、受信強度取得手段３６３、入出力手段３６４及びＢＬＥ通信手段３６５を制御する。生体情報取得手段３６２、受信強度取得手段３６３、入出力手段３６４及びＢＬＥ通信手段３６５のそれぞれの機能は、制御手段３６１の制御の下で実行される。制御手段３６１は、例えば、ＣＰＵ及びメモリを備える構成とし、メモリに格納された各種プログラムをＣＰＵが演算処理することにより、プログラムに応じた各種制御が行われるように構成すればよい。メモリに格納されるプログラムは、ＢＬＥ通信手段３６５を介して、または入出力手段３６４に接続される外部記憶装置等を介して、入力や書き換えできるように構成してもよい。
【００３３】
生体情報取得手段３６２は、心拍センサ３６２１と、温度センサ３６２２と、加速度センサ３６２３とを備える。生体情報取得手段３６２は、心拍センサ３６２１によって作業者の心拍情報を、温度センサ３６２２によって作業者の体表温度情報を、加速度センサ３６２３によって作業者の姿勢情報を、それぞれ生体情報として取得する。
【００３４】
心拍センサ３６２１は、２つの電極３２から主デバイス３６に入力される電気信号に基づいて、２つの電極３２の間の電位差を心拍情報として取得する。心臓は、右心房付近に存在する洞房結節に生じた活動電位の電気信号が刺激伝導系によって心臓全体に順次伝えられ、その電気信号によって心筋の収縮が起こることで拍動する。そのため、心臓の拍動に関する情報である心拍情報は、その電気信号の伝導に伴って生じる心臓の電位の変動を観測することによって取得できる。２つの電極３２は作業者の胸部の左右に心臓を挟むようにして接触するようになっているので、２つの電極３２の間の電位差を取得することで、体表から心臓の電位の変動を観測する。心拍センサ３６２１によって取得された２つの電極３２の電位差から、心拍数や心拍波形等の心拍に関する情報が得られる。
【００３５】
温度センサ３６２２は、作業者の体表温度を取得する。例えば、温度変化による抵抗値の変化を電圧として出力するＩＣ温度センサ等、一般的な温度センサを用いることができる。
【００３６】
加速度センサ３６２３は、主デバイス３６に設定された直交座標系の３軸に対する加速度を姿勢情報として取得する。加速度センサ３６２３によって取得された３軸の加速度に基づいて、主デバイス３６の向きを算出することができるので、主デバイス３６を備えるウェアラブルデバイス３を着用する作業者の姿勢に関する情報を取得することができる。
【００３７】
受信強度取得手段３６３は、各アクセスポイントのＢＬＥ通信手段２２によって一定の出力強度で送信されているそれぞれの位置情報識別子を載せたＢＬＥの電波を検出して、それぞれの電波の受信強度と位置情報識別子とを取得する。
【００３８】
入出力手段３６４は、外部機器が接続されるコネクタを備え、主デバイス３６は、入出力手段３６４に接続された外部機器との間で種々のデータの送受信を行うことができるように構成される。入出力手段３６４は、２つの配線３３がそれぞれ接続されるコネクタを備える。配線３３は、それぞれ電極３２と逆側の端部に入出力手段３６４に接続できるコネクタを備え、主デバイス３６がウェア３１に取り付けられると、配線３３が入出力手段３６４に接続されるようになっている。
【００３９】
ＢＬＥ通信手段３６５は、ＢＬＥに準拠した電波の送受信を行い、主デバイス３６は、ＢＬＥ通信手段３６５を介して、他のＢＬＥに準拠した機器との間で種々のデータの無線通信を行うことができるように構成される。各アクセスポイント２はＢＬＥ通信手段２２を備えており、主デバイス３６は、ＢＬＥ通信手段３６５を介して、各アクセスポイント２と各種データの送受信を行うことができるようになっている。また、補助デバイス３７は後述のＢＬＥ通信手段３７４を備え、主デバイス３６は、ＢＬＥ通信手段３６５を介して、補助デバイス３７と各種データの送受信を行うことができるようになっている。
【００４０】
主デバイス３６は、例えば、ユニオンツール社の心拍センサＷＨＳ−２（ＷＨＳ：登録商標）を用いて構成してもよい。ＷＨＳ−２は、心拍情報、体表温度及び３軸加速度を測定する機能や、ＢＬＥによる無線通信機能が備えられているので、ＷＨＳ−２を用いれば簡単に主デバイス３６を構成できる。
【００４１】
補助デバイス３７は、補助制御手段３７１と、補助時計手段３７２と、補助記憶手段３７３と、ＢＬＥ通信手段３７４とを備え、それぞれがバス３７５を介して相互に各種データを通信可能に構成されている。
【００４２】
補助制御手段３７１は、補助時計手段３７２、補助記憶手段３７３及びＢＬＥ通信手段３７４を制御する。補助時計手段３７２、補助記憶手段３７３及びＢＬＥ通信手段３７４のそれぞれの機能は、補助制御手段３７１の制御の下で実行される。補助制御手段３７１は、例えば、ＣＰＵ及びメモリを備える構成とし、メモリに格納された各種プログラムをＣＰＵが演算処理することにより、プログラムに応じた各種制御が行われるように構成すればよい。メモリに格納されるプログラムは、ＢＬＥ通信手段３７４を介して、入力や書き換えできるように構成してもよい。
【００４３】
補助時計手段３７２は、内部時刻を保持して計時する。補助時計手段３７２の内部時刻は、後述するサーバ４の時計手段４２によるシステム時刻とは独立して計時される。
【００４４】
補助記憶手段３７３は、各種データを記憶することができ、例えば、フラッシュメモリ等によって構成される。補助記憶手段３７３は、主デバイス３６がどのアクセスポイント２とも無線通信を行うことができない場合に主デバイス３６から補助デバイス３７に送られてくる生体情報取得手段３６２によって取得された生体情報を、補助時計手段３７２の内部時刻に紐づけて記憶することができるようになっている。
【００４５】
ＢＬＥ通信手段３７４は、ＢＬＥに準拠した電波の送受信を行い、補助デバイス３７は、ＢＬＥ通信手段３７４を介して、他のＢＬＥに準拠した機器との間で種々のデータの無線通信を行うことができるように構成される。主デバイス３６はＢＬＥ通信手段３６５を備え、補助デバイス３７は、ＢＬＥ通信手段３７４を介して、主デバイス３６と各種データの送受信を行うことができるようになっている。
【００４６】
サーバ４は、制御手段４１と、時計手段４２と、記憶手段４３と、位置算出手段４４と、無線ＬＡＮ通信手段４５とを備え、それぞれがバス４６を介して相互に各種データを通信可能に構成されている。
【００４７】
制御手段４１は、時計手段４２、記憶手段４３、位置算出手段４４及び無線ＬＡＮ通信手段４５の制御を行う。時計手段４２、記憶手段４３、位置算出手段４４及び無線ＬＡＮ通信手段４５のそれぞれの機能は、制御手段４１の制御の下で実行される。制御手段４１は、例えば、ＣＰＵ及びメモリを備える構成とし、メモリに格納された各種プログラムをＣＰＵが演算処理することにより、プログラムに応じた各種制御が行われるように構成すればよい。メモリに格納されるプログラムは、無線ＬＡＮ通信手段４５を介して、または、サーバ４にコネクタを設けて該コネクタに接続される外部記憶装置等を介して、入力や書き換えできるように構成してもよい。
【００４８】
時計手段４２は、システム時刻を保持して計時する。時計手段４２のシステム時刻は、例えば、屋内空間Ｓが存在する地域の標準時であってよい。時計手段４２のシステム時刻は、サーバ４をインターネットに接続して、ＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって協定世界時（ＵＴＣ）に基づいて定期的に校正されるように構成してもよい。
【００４９】
記憶手段４３は、各種データを記憶することができ、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓ  Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等の一般的な記憶装置を用いて構成される。記憶手段４３は、ウェアラブルデバイス３から送られてくる生体情報取得手段３６２によって取得された作業者の生体情報と、受信強度取得手段３６３によって取得された各アクセスポイント２の受信強度及び位置情報識別子とを、受信時の時計手段４２のシステム時刻に紐づけて記憶する。ウェアラブルデバイス３からサーバ４までは遅延なくデータが送られてくるものとみなせるので、記憶手段４３にデータが記憶されるときのシステム時刻をウェアラブルデバイス３によって各種データが取得された時点の時刻とみなせる。もしデータの送受信の遅延が大きい場合は、遅延した分、適宜補正するようにしてもよい。
【００５０】
位置算出手段４４は、屋内空間Ｓにおけるウェアラブルデバイス３を着用した作業者の位置を算出する。位置算出手段４４は、記憶手段４３に記憶された各アクセスポイント２の受信強度から、各アクセスポイント２からウェアラブルデバイス３までの推定距離を算出する。この推定距離は、下記の式（１）のフリスの伝達公式により算出することができる。
Ｐｒ／Ｐｔ＝ＧｔＧｒ（λ／４πｄ）２    ・・・式（１）
ここで、Ｐｒは受信電力（受信強度）、Ｐｔは送信電力（出力強度）、Ｇｔは送信アンテナの利得、Ｇｒは受信アンテナの利得、λは電波の波長、ｄは推定距離である。Ｇｔ及びＧｒはそれぞれ機器に固有の既知の値である。λ及びＰｔには、それぞれＢＬＥ通信手段２２が送信する電波の波長及び出力強度を用い、Ｐｒには、記憶手段４３に記憶された受信強度を用いる。これらの値を式（１）に代入することにより、ｄの推定距離が算出できる。位置算出手段４４は、このようにして算出された推定距離を、当該推定距離の算出に用いた記憶手段４３に記憶された受信強度に紐づけて、記憶手段４３に記憶させる。
【００５１】
次に、位置算出手段４４は、記憶手段４３に記憶された同じシステム時刻に紐づけられた複数のアクセスポイント２の推定距離に基づいて、ウェアラブルデバイス３の位置を算出する。推定距離には、位置情報識別子が紐づけられており、位置情報識別子からその位置情報識別子を有するアクセスポイント２が設置された位置情報が分かるので、各アクセスポイント２に対して、それぞれの位置情報が示す位置を中心とする推定距離を半径とする円の交点の位置を、そのシステム時刻におけるウェアラブルデバイス３の位置として算出できる。この時、３つ以上の円があれば交点を１点に決定できるので、アクセスポイント２は少なくとも３つ以上設置されることが好ましい。算出された位置情報は、当該システム時刻に紐づけて記憶手段４３に記憶される。このようにして、位置算出手段４４により、作業者の位置情報の取得及び蓄積が行われる。
【００５２】
無線ＬＡＮ通信手段４５は、無線ＬＡＮの無線通信規格に準拠した電波の送受信を行い、サーバ４は、無線ＬＡＮ通信手段４５を介して、他の同一の無線ＬＡＮの規格に準拠した機器との間で種々のデータの無線通信を行うことができるように構成される。少なくとも１つのアクセスポイント２には無線ＬＡＮ通信手段２３が備えられており、サーバ４は、無線ＬＡＮ通信手段４５を介して、少なくとも１つのアクセスポイント２と各種データの送受信を行うことができるようになっている。
【００５３】
以上のように構成される屋内空間作業支援システム１によって屋内空間Ｓで作業を行う作業者の生体情報及び位置情報を取得及び蓄積する一連の動作の一例について以下で説明する。
【００５４】
屋内空間Ｓには所定の位置に複数のアクセスポイント２が設置されており、各アクセスポイント２は、他の少なくとも１つのアクセスポイント２と互いにＢＬＥ通信手段２２によって通信可能となっており、これらアクセスポイント２のうちの少なくとも１つは、無線ＬＡＮ通信手段２３によってサーバ４の無線ＬＡＮ通信手段４５と通信可能に接続されている。各アクセスポイント２は、設置されている位置の位置情報を示す位置情報識別子を有し、位置情報識別子を載せた電波を一定の出力強度でＢＬＥ通信手段２２から送信している。このような屋内空間Ｓで作業を行う作業者には、ウェアラブルデバイス３が装着されており、ウェアラブルデバイス３が備える主デバイス３６の受信強度取得手段３６３によって、各アクセスポイント２のＢＬＥ通信手段２２から送信されている電波の受信強度及び位置情報識別子を取得する。受信強度取得手段３６３によって取得された受信強度及び位置情報識別子のデータは、主デバイス３６のＢＬＥ通信手段３６５を介して、その時点で最も受信強度が高いアクセスポイント２に送信される。ウェアラブルデバイス３から当該データを受信したアクセスポイント２は、途中いくつかのアクセスポイント２を経由する等によって、サーバ４に通信可能に接続されたアクセスポイント２まで当該データを送信する。当該データは、そのサーバ４に通信可能に接続されたアクセスポイント２からサーバ４へと送られて、時計手段４２で計時されるシステム時刻に紐づけられて、記憶手段４３に記憶される。ウェアラブルデバイス３は、受信強度取得手段３６３が受信強度及び位置情報識別子のデータを取得する度に順次サーバ４へと送信して記憶手段４３に記憶させる。受信強度取得手段３６３が受信強度及び位置情報識別子を取得する頻度は、間隔が短すぎると通信量やデータ容量が大きくなってしまい、間隔が長すぎると得られる作業者の位置情報の間隔も大きくなってしまうので、想定される作業者の移動速度等に合わせて適宜設定されればよい。サーバ４の位置算出手段４４は、同じシステム時刻に紐づけられて記憶手段４３に記憶された各アクセスポイント２の電波の受信強度及び位置情報識別子と、アクセスポイント２が送信した電波の出力強度とに基づいて、そのシステム時刻における各アクセスポイント２からのウェアラブルデバイス３までの推定距離を算出し、各アクセスポイント２の位置を中心とする推定距離を半径とする円の交点から、ウェアラブルデバイス３の位置を算出して、その位置情報と当該システム時刻とを紐づけて記憶手段４３に記憶させる。このようにして、屋内空間作業支援システム１によって作業者の位置情報を取得及び蓄積できる。
【００５５】
また、ウェアラブルデバイス３は、主デバイス３６の生体情報取得手段３６２によって着用された作業者の生体情報を取得する。生体情報取得手段３６２は、心拍センサ３６２１によって作業者の体に接触する２つの電極３２の電気信号から心拍情報を、温度センサ３６２２によって作業者の体表温度情報を、加速度センサ３６２３によって作業者の姿勢情報を、それぞれ一定の頻度で取得するようになっている。これらの生体情報取得手段３６２によって取得される生体情報についても、受信強度取得手段３６３によって取得される受信強度及び位置情報識別子と同様に、取得される度に主デバイス３６のＢＬＥ通信手段３６５からアクセスポイント２を介してサーバ４まで送信されて、時計手段４２のシステム時刻に紐づけて記憶手段４３に記憶される。このようにして、屋内空間作業支援システム１によって作業者の生体情報を取得及び蓄積できる。
【００５６】
もし、作業者がアクセスポイント２の無線通信を行える範囲外へ出てしまう等によって、ウェアラブルデバイス３の主デバイス３６が、アクセスポイント２とデータの送受信を行うことができなくなると、主デバイス３６の制御手段３６１は、主デバイス３６と無線通信可能に接続されている補助デバイス３７の補助制御手段３７１に無線通信不可となったことを知らせると共に、生体情報取得手段３６２で取得された生体情報を補助デバイス３７に送信する。主デバイス３６とアクセスポイント２との無線通信の可否の判断は、例えば、主デバイス３６の制御手段３６１によって、受信強度取得手段３６３によって取得された受信強度に対して基準値を設定して、その基準値を下回ると無線通信不可、上回ると無線通信可能と判断させる等にすればよい。補助デバイス３７の補助制御手段３７１は、受信した生体情報を補助時計手段３７２の内部時刻に紐づけて補助記憶手段３７３に記憶させる。作業者がアクセスポイント２の無線通信範囲内に戻る等によってウェアラブルデバイス３とアクセスポイント２との無線通信が回復してデータの送受信が可能になると、主デバイス３６の制御手段３６１は通常通りに生体情報取得手段３６２で取得された生体情報をアクセスポイント２を介してサーバ４へ送信するように戻し、補助デバイス３７の補助制御手段３７１へ無線通信が回復したことを知らせる。補助制御手段３７１は、無線通信の回復が知らされると、サーバ４の時計手段４２からシステム時刻を取得して補助時計手段３７２の内部時刻との差を算出し、その差に基づいて、補助記憶手段３７３に記憶された生体情報に紐づけられた当該生体情報取得時の内部時刻を、同時刻のシステム時刻に補正し、補正後のシステム時刻に紐づけられた生体情報をサーバ４に送信して記憶手段４３に記憶させる。このように、屋内空間作業支援システム１によると、ウェアラブルデバイス３を着用した作業者がアクセスポイント２の通信範囲外へ出た場合でも、その通信範囲外へ出ている間の作業者の生体情報を切れ目なく取得及び蓄積することができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態に係る屋内空間作業支援システム１によると、ＧＰＳが届かないような屋内空間Ｓにおいて作業を行う作業者の生体情報及び位置情報を取得及び蓄積することができる。それらのデータから、作業者の動線パターンや、心拍等の生体情報パターン等を解析することができるので、それらの解析結果を用いて、作業者の行動の効率化、危険回避、体調不良の予防等、屋内空間での作業者の生産性及び安全性の向上を図ることができる。
【００５８】
上記はあくまで本発明の一実施形態を例示的に示したものであるため、本発明の範囲は上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１      屋内空間作業支援システム
２      アクセスポイント
２２      ＢＬＥ通信手段
２３      無線ＬＡＮ通信手段
３      ウェアラブルデバイス
３１      ウェア
３２      電極
３３      配線
３６      主デバイス
３６２      生体情報取得手段
３６２１      心拍センサ
３６３      受信強度取得手段
３６５      ＢＬＥ通信手段
３７      補助デバイス
３７１      補助制御手段
３７２      補助時計手段
３７３      補助記憶手段
３７４      ＢＬＥ通信手段
４      サーバ
４２      時計手段
４３      記憶手段
４４      位置算出手段
４５      無線ＬＡＮ通信手段
Ｓ        屋内空間
【図１】
2020125923.tif 000003
【図２】
2020125923.tif 000004
【図３】
2020125923.tif 000005
【図４】
2020125923.tif 000006
【図５】
2020125923.tif 000007