(57)【要約】      （修正有）【課題】より適切な向きにユーザを誘導する力覚をユーザに知覚させる誘導システム及び誘導制御装置を提供する。【解決手段】歩行誘導装置２０は、回転軸２９を中心とした回転及び回転軸の傾斜によりジャイロモーメントを生じる回転体２４と、回転体２４を回転または停止させる駆動部１２３と、ユーザの足に装着する装着部２８と、を含む。１組の歩行誘導装置２０は、各々ユーザの第１及び第２の足に装着される。制御部２２は、１組の歩行誘導装置各々の駆動部を制御する。駆動部１２３は、１組の歩行誘導装置２０の各々の回転体２４に、測位した位置情報に基づいて生成された歩行誘導情報に応じた向きのジャイロモーメントが生じ、かつ、生じたジャイロモーメントの大きさ及び向きに応じた力覚がユーザに知覚されるように、制御される。【選択図】図３Ｂ
2018017585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心とした回転及び前記回転軸の傾斜によりジャイロモーメントを生じる回転体と、
前記回転体を回転または停止させる駆動部と、
ユーザの足に装着する装着部と、
を含み、
各々ユーザの第１及び第２の足に装着される１組の歩行誘導装置と、
前記１組の歩行誘導装置の各々の回転体に、測位した位置情報に基づいて生成された歩行誘導情報に応じた向きのジャイロモーメントが生じ、かつ生じたジャイロモーメントの大きさ及び向きに応じた力覚が前記ユーザに知覚されるように、前記１組の歩行誘導装置各々の駆動部を制御する制御部と、
を含む、誘導システム。
【請求項２】
前記１組の歩行誘導装置の各々は、
前記歩行誘導情報または前記歩行誘導情報に基づいて生成された歩行誘導信号を受信する受信部、
をさらに含み、
前記駆動部は、前記歩行誘導信号に基づいて、前記回転体を回転または停止する、
請求項１に記載の誘導システム。
【請求項３】
前記誘導システムは、
前記歩行誘導情報または歩行誘導信号を前記１組の歩行誘導装置の各々の受信部に送信する送信部、
を含む、誘導制御装置、
をさらに含む、
請求項２に記載の誘導システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記１組の歩行誘導装置の各々または前記誘導制御装置に含まれ、
前記誘導制御装置が前記制御部を含む場合、前記送信部は、前記歩行誘導信号を前記受信部に送信する、
請求項３に記載の誘導システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記歩行誘導情報に基づいて、予め定められたパターンで、前記歩行誘導装置の回転体の各々が予め定められた向きに回転または停止するように、前記駆動部の各々を制御する、
請求項１〜４の何れか１項に記載の誘導システム。
【請求項６】
前記パターンは、前記歩行誘導情報が示す誘導の向きとユーザが進行する向きとの差に基づいて選択される、
請求項５に記載の誘導システム。
【請求項７】
前記歩行誘導情報が、前記第１の足側に曲がるように指示する情報を含む場合、
前記誘導の向きと前記ユーザが進行する向きとの差が第１の範囲内にある場合、
前記制御部は、前記第１の足に、前記第２の足から遠ざかる向きの力覚を知覚させる向きに、前記回転体を回転させるように前記駆動部を制御し、
前記誘導の向きと前記ユーザが進行する向きとの差が前記第１の範囲を越えた第２の範囲内にある場合、
前記制御部は、前記第２の足に、前記第１の足に向かう向きの力覚を知覚させる向きに、前記回転体を回転させるように前記駆動部を制御する、
請求項６に記載の誘導システム。
【請求項８】
前記装着部は、靴またはアンクレットの形状を有する、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の誘導システム。
【請求項９】
回転軸を中心とした回転及び前記回転軸の傾斜によりジャイロモーメントを生じる回転体と、
前記回転体を回転または停止させる駆動部と、
ユーザの第１及び第２の足に装着する装着部と、
を含み、
各々ユーザの前記第１及び第２の足に装着される１組の歩行誘導装置の各々の前記回転体に、測位した位置情報に基づいて生成された歩行誘導情報に応じた向きのジャイロモーメントが生じ、かつ生じたジャイロモーメントの大きさ及び向きに応じた力覚が前記ユーザに知覚されるように、前記１組の歩行誘導装置各々の駆動部を制御する制御部、
を含む、誘導制御装置。
【請求項１０】
前記１組の歩行誘導装置の各々は、前記歩行誘導情報に基づいて生成された歩行誘導信号を受信する受信部をさらに含み、
前記駆動部は、前記歩行誘導信号に基づいて、前記回転体を回転または停止し、
前記誘導制御装置は、
前記歩行誘導信号を前記１組の歩行誘導装置の各々の前記受信部に送信する送信部、
をさらに含む、
請求項９に記載の誘導制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導システム及び誘導制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザに力覚を知覚させることでユーザの歩行誘導を行う方法には、例えば、誘導装置内に回転体を実装し、回転体に発生するジャイロモーメントでユーザの歩行誘導を行う方法が存在する。この誘導装置は、例えば、杖などの形状を有し、ユーザが誘導装置を把持することを想定している。
【０００３】
しかしながら、上記誘導装置では、回転体にジャイロモーメントを発生させるために、誘導装置内で回転体の回転軸を傾斜させるため、回転体を回転させるモータに加えて、回転体の回転軸を傾斜させるモータを使用する。また、誘導装置内に回転体の回転軸を傾斜させるための空間が設けられる。したがって、誘導装置を小型化することが困難である。
【０００４】
誘導装置を把持する負担をユーザに与えないように、靴の中にモータを実装し、モータの回転による振動でユーザの歩行誘導を行う方法が存在する。例えば、ユーザに右折を指示する場合には、右足に装着された靴のモータを回転させ、ユーザに左折を指示する場合には、左足に装着された靴のモータを回転させる。モータに代えて、振動子を使用する方法も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４９０１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１８１９２６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】"振動で道案内するスマートシューズ「Ｌｅｃｈａｌ」、インドのスタートアップが開発"、［ｏｎｌｉｎｅ］、２０１４年７月２８日、［２０１６年７月１２日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ:／／ｗｉｒｅｄ．ｊｐ／２０１４／０７／２８／ｌｅｃｈａｌ−ｓｍａｒｔ−ｓｈｏｅｓ／）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記方法によれば、ユーザに右折または左折を指示することは可能であるが、例えば、ユーザの進行方向右側に角度が異なる右折路が２本存在する場合、２本の内何れか１本の右折路にユーザを誘導することは困難である。
【０００８】
本発明は、１つの側面として、より適切な向きにユーザを誘導する力覚をユーザに知覚させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの実施形態では、回転軸を中心とした回転及び回転軸の傾斜によりジャイロモーメントを生じる回転体と、回転体を回転または停止させる駆動部と、ユーザの足に装着する装着部と、を歩行誘導装置が含む。１組の歩行誘導装置は、各々ユーザの第１及び第２の足に装着される。制御部は、１組の歩行誘導装置各々の駆動部を制御する。駆動部は、１組の歩行誘導装置の各々の回転体に、測位した位置情報に基づいて生成された歩行誘導情報に応じた向きのジャイロモーメントが生じ、かつ生じたジャイロモーメントの大きさ及び向きに応じた力覚がユーザに知覚されるように、制御される。
【発明の効果】
【００１０】
１つの側面として、より適切な向きにユーザを誘導する力覚をユーザに知覚させることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る誘導システムの一例を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る歩行誘導装置の要部機能の一例を示すブロック図である。
【図３Ａ】実施形態に係る歩行誘導装置の外観の一例を示す概念図である。
【図３Ｂ】実施形態に係る歩行誘導装置の外観の一例を示す概念図である。
【図４】実施形態に係る駆動制御部のハードウェアの構成の一例を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る誘導制御装置の要部機能の一例を示すブロック図である。
【図６】実施形態に係る誘導制御装置のハードウェアの構成の一例を示すブロック図である。
【図７Ａ】回転体にジャイロモーメントが生じる原理を説明する概念図である。
【図７Ｂ】回転体にジャイロモーメントが生じる原理を説明する概念図である。
【図７Ｃ】回転体にジャイロモーメントが生じる原理を説明する概念図である。
【図８】実施形態に係る誘導制御装置で行われる誘導制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】実施形態に係る誘導制御処理の一部である誘導処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態に係る歩行誘導装置で行われる歩行誘導処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】誘導の向きを説明するための概念図である。
【図１２】誘導指示パターンの一例を示す表である。
【図１３Ａ】右折誘導指示が行われた場合のユーザの足の軌跡の一例を示す概念図である。
【図１３Ｂ】奥右折誘導指示が行われた場合のユーザの足の軌跡の一例を示す概念図である。
【図１４】実施形態に係る誘導制御装置で行われる誘導制御処理の一部である誘導処理の流れの一例を詳細に示すフローチャートである。
【図１５】歩行誘導装置の外観の一例を示す概念図である。
【図１６Ａ】歩行誘導装置の外観の一例を示す概念図である。
【図１６Ｂ】歩行誘導装置の外観の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１３】
図１に示す誘導システム１は、誘導制御装置１０及び１組の歩行誘導装置２０Ａ及び２０Ｂを含む。
【００１４】
図２に、歩行誘導装置２０Ａ及び２０Ｂの要部機能を例示する。歩行誘導装置２０Ａ及び２０Ｂは、同一構成であり、各々ユーザの第１及び第２の足に装着される。第１の足が右足である場合、第２の足は左足であり、第１の足が左足である場合、第２の足は右足である。歩行誘導装置２０Ａ及び２０Ｂを区別する必要がない場合、歩行誘導装置２０とも呼ぶ。なお、足は、人のあしの内、足首からつま先の部分である。
【００１５】
歩行誘導装置２０は、電源部２１、駆動制御部２２、駆動部２３、回転体２４、通信部２５、モーションセンサ２６、地磁気センサ２７及び装着部２８を含む。電源部２１、駆動制御部２２、駆動部２３、回転体２４、通信部２５、モーションセンサ２６、及び地磁気センサ２７は、バスを介して相互に接続されている。
【００１６】
図３Ａ及び図３Ｂに、装着部２８の形状が靴の形状である歩行誘導装置２０の外観を例示する。図３Ａは、靴底を透過して歩行誘導装置２０を下から見た図であり、図３Ｂは、図３Ａの切断線３Ｂ−３Ｂに沿った断面図である。
【００１７】
電源部２１は、バスを介して、制御部の一例である駆動制御部２２及び図２の駆動部２３の一例であるモータ１２３に電源を提供する。モータ１２３は、回転体２４を回転または停止させる。
【００１８】
回転体２４は、例えば、円筒の形状を有し、円筒の高さは、円筒の上面及び底面の半径よりも短い。円筒の底面は開口しており、円筒の上面の中心部がモータ１２３の回転軸２９に連結されることで、モータ１２３の回転または停止に従って、回転体２４は、回転または停止する。モーションセンサ２６は、ユーザの足の動きを検知することで、ユーザの体に対するユーザの足の動きの向きを取得する。地磁気センサ２７は、地磁気を検知することで、ユーザが進行する向きを取得する。
【００１９】
通信部２５は、モーションセンサ２６が取得したユーザの足の動きの向き及び地磁気センサ２７が取得したユーザが進行する向きを、誘導制御装置１０に送信する。また、受信部の一例である通信部２５は、測位した位置情報に基づいて生成された歩行誘導情報または歩行誘導情報に基づいて生成された歩行誘導信号を誘導制御装置１０から受信する。
【００２０】
なお、装着部２８の形状は、短靴形状であっても、長靴形状であってもよい。
【００２１】
駆動制御部２２は、一例として、図４に示すように、プロセッサの一例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、一次記憶部３２、二次記憶部３３、及び外部インターフェイス３４を含む。ＣＰＵ３１、一次記憶部３２、二次記憶部３３、及び外部インターフェイス３４は、バス３９を介して相互に接続されている。
【００２２】
一次記憶部３２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性のメモリである。二次記憶部３３は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性のメモリと、ＲＡＭなどの揮発性のメモリと、を含む。
【００２３】
二次記憶部３３は、プログラム格納領域３３Ａ及びデータ格納領域３３Ｂを含む。プログラム格納領域３３Ａは、一例として、歩行誘導プログラムなどのプログラムを記憶している。データ格納領域３３Ｂは、一例として、歩行誘導プログラムを実行している間に生成される中間データなどを記憶する。
【００２４】
ＣＰＵ３１は、プログラム格納領域３３Ａから歩行誘導プログラムを読み出して一次記憶部３２に展開する。ＣＰＵ３１は、歩行誘導プログラムを実行することで、図２の駆動制御部２２として動作する。
【００２５】
外部インターフェイス３４には、外部装置が接続され、外部インターフェイス３４は、外部装置とＣＰＵ３１との間の各種情報の送受信を司る。例えば、電源部２１、駆動部２３、通信部２５、モーションセンサ２６、及び地磁気センサ２７は、外部インターフェイス３４を介して、駆動制御部２２と接続されていてもよい。
【００２６】
図５に、誘導制御装置１０を例示する。誘導制御装置１０は、入力部１１、表示部１２、誘導制御部１３、通信部１４、及びＧＰＳ（Global Positioning System）１５を含む。入力部１１、表示部１２、誘導制御部１３、通信部１４、及びＧＰＳ１５は、バスを介して接続されている。
【００２７】
入力部１１は、ユーザからの情報入力、例えば、目的地、及び目的地までの経路の選択などの情報を受け付ける。表示部１２は、例えば、目的地の入力画面、及び経路の選択肢などの情報を表示する。誘導制御部１３は制御部の一例であり、歩行誘導装置２０Ａ及び２０Ｂの各々の駆動部２３を制御する。誘導制御部１３は、歩行誘導装置２０Ａ及び２０Ｂの各々の回転体２４に、歩行誘導情報に応じた向きのジャイロモーメントが生じ、かつ生じたジャイロモーメントの大きさ及び向きに応じた力覚がユーザに知覚されるように、制御する。歩行誘導情報は、測位した位置情報に基づいて生成される情報である。
【００２８】
通信部１４は、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ情報、及び、歩行誘導装置２０から送信されたユーザの足の動きの向き及びユーザが進行する向きなどを受信し、歩行誘導情報に基づいて生成された歩行誘導信号を歩行誘導装置２０に送信する。ＧＰＳ１５は、受信したＧＰＳ情報などに基づいて、誘導制御装置１０の測位を行い、位置情報を生成する。
【００２９】
誘導制御装置１０は、一例として、図６に示すように、プロセッサの一例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、一次記憶部４２、二次記憶部４３、外部インターフェイス４４、ＧＰＳ１５、タッチパネルディスプレイ４６、及び通信部１４を含む。ＣＰＵ４１、一次記憶部４２、二次記憶部４３、外部インターフェイス４４、ＧＰＳ１５、タッチパネルディスプレイ４６、及び通信部１４は、バス４９を介して相互に接続されている。
【００３０】
一次記憶部４２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性のメモリである。二次記憶部４３は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、又はＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性のメモリである。
【００３１】
二次記憶部４３は、プログラム格納領域４３Ａ及びデータ格納領域４３Ｂを含む。プログラム格納領域４３Ａは、一例として、誘導制御プログラムなどのプログラムを記憶している。データ格納領域４３Ｂは、一例として、誘導制御プログラムを実行している間に生成される中間データ及び地図情報などを記憶する。
【００３２】
ＣＰＵ４１は、プログラム格納領域４３Ａから誘導制御プログラムを読み出して一次記憶部４２に展開する。ＣＰＵ４１は、誘導制御プログラムを実行することで、図５の誘導制御部１３として動作する。
【００３３】
外部インターフェイス４４には、外部装置が接続され、外部インターフェイス４４は、外部装置とＣＰＵ４１との間の各種情報の送受信を司る。タッチパネルディスプレイ４６は、図５の入力部１１及び表示部１２の一例である。
【００３４】
なお、誘導制御装置１０は、例えば、スマートフォンであってよいが、本実施形態は、これに限定されない。例えば、タブレットであってもよいし、スマートウォッチであってもよい。また、誘導制御装置１０の一部または全部は、例えば、ネットワークを介して配置されたデスクトップコンピュータであってよい。
【００３５】
ネットワークを介して配置されたデスクトップコンピュータを誘導制御装置１０とする場合、誘導制御プログラムをネットワークを介して配置されたデスクトップコンピュータに格納する。情報端末から送信された測位情報などを用いてデスクトップコンピュータで誘導制御処理を行い、歩行誘導情報または歩行誘導信号をデスクトップコンピュータから情報端末に送信する。
【００３６】
次に、歩行誘導装置２０の回転体２４にジャイロモーメントが生じる原理について説明する。図３Ａ及び図３Ｂに例示したような靴の形状を有する装着部２８を含む歩行誘導装置２０をユーザが装着すると、回転体２４の回転軸２９とユーザの脚６１とは略平行となる。脚とは、あしの内、足首から膝までを指す。
【００３７】
図７Ａに例示するように、回転体２４が矢印５１の向きに回転すると、即ち、右回転すると、右ねじの向きである矢印５３の向きに角運動量が発生する。この角運動量は、点Ａの位置では、矢印５４Ａで表され、点Ｂの位置では、矢印５４Ｂで表される。
【００３８】
図７Ｂに例示するように、歩行により、ユーザが脚６１を膝または股関節から回転させることで、ユーザの脚６１が元の位置からθ度傾斜すると、ユーザの足に装着された歩行誘導装置２０の回転体２４の回転軸２９も元の回転軸２９Ｏからθ度傾斜する。回転体２４が回転軸２９に対して元の回転と同じ向き５１に同じ速さで回転し続けている場合、矢印５３Ｃの向きに角運動量が発生する。この角運動量は、点Ａの位置では、矢印５４ＡＣで表され、点Ｂの位置では、矢印５４ＢＣで表される。
【００３９】
図７Ｃに例示するように、ジャイロ効果が働き、回転体２４は、元の運動を保とうとする。したがって、矢印５５及び５６で示す力が生じる。即ち、回転体２４の上面では、紙面手前側に向けたジャイロモーメントが生じる。これにより、脚６１が右脚であれば、ユーザは、右足に装着した歩行誘導装置２０から、左足に向かう力覚を知覚し、脚６１が左脚であれば、ユーザは、左足に装着した歩行誘導装置２０から、右足から遠ざかる力覚を知覚する。
【００４０】
回転体２４の回転が左回転であれば、ユーザが知覚する力覚の向きは反対になり、回転体が回転していなければ、ユーザは力覚を知覚しない。歩行誘導装置２０が左右の足に装着され、歩行誘導装置２０の各々が左右回転及び停止によって３パターンの誘導指示を示す力覚をユーザに知覚させることができる。したがって、歩行誘導装置２０は、３×３＝９パターンの誘導指示を示す力覚をユーザに知覚させることができる。即ち、歩行誘導装置２０は、直進、右折、左折の３パターンよりも多い９パターンの誘導指示を示す力覚をユーザに知覚させることができる。
【００４１】
次に、誘導システム１の作用の概略について説明する。まず、誘導制御装置１０の作用の概略を図８に例示する。誘導制御装置１０のＣＰＵ４１は、ステップ１０１で、ユーザがタッチパネルディスプレイ４６を用いることで入力した目的地の情報を受け付けたか否か判定する。ステップ１０１の判定が肯定されるまで、ステップ１０１の判定を繰り返す。ステップ１０１の判定が肯定された場合、即ち、目的地の情報が入力された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１０２で、目的地までの経路を決定する。目的地までの経路は、ＧＰＳ１５で測位した現在位置、入力された目的地の情報、及び、二次記憶部４３のデータ格納領域４３Ｂに記憶されている地図情報などを用いて、決定される。
【００４２】
ＣＰＵ４１は、ステップ１０３で、後述する誘導処理を行い、ステップ１０４で、ＧＰＳ１５で測位した現在位置と、目的地とを用いて、ユーザが目的地に到達したか否か判定する。ステップ１０４の判定が否定された場合、即ち、ユーザがまだ目的地に到達していない場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１０３に戻る。ステップ１０４の判定が肯定された場合、即ち、ユーザが目的地に到達した場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１０５で、歩行誘導装置２０に終了指示信号を送信して、誘導制御処理を終了する。
【００４３】
図８のステップ１０３の誘導処理の概略を図９に例示する。図８のステップ１０２で決定された経路及びＧＰＳ１５で測位した現在位置などに基づいて、ＣＰＵ４１は、ステップ１１１で、ユーザに右折を指示するか否か判定する。ステップ１１１の判定が肯定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１１２で、歩行誘導装置２０に右折指示信号を送信して、誘導処理を終了する。右折指示信号は、歩行誘導信号の一例である。右折は、後述するように右折または奥右折であり、ユーザに異なる力覚を知覚させるように、右折を指示する右折指示信号と奥右折を指示する奥右折指示信号とは異なる。
【００４４】
ステップ１１１の判定が否定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１１３で、ユーザに左折を指示するか否か判定する。ステップ１１３の判定が肯定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１１４で、歩行誘導装置２０に左折指示信号を送信して、誘導処理を終了する。左折指示信号は、歩行誘導信号の一例である。左折は、後述するように左折または奥左折であり、ユーザに異なる力覚を知覚させるように、左折を指示する左折指示信号と奥左折を指示する奥左折指示信号とは異なる。
【００４５】
ステップ１１３の判定が否定された場合、ＣＰＵ３１は、歩行誘導装置２０に直進指示信号を送信して、誘導処理を終了する。なお、直進を指示する場合、回転体２４を回転させないのであれば、即ち、ユーザに力覚を知覚させないのであれば、ステップ１１５を省略して、直進指示信号を歩行誘導装置２０に送信しないようにしてもよい。
【００４６】
次に、歩行誘導装置２０の作用の概略について説明する。歩行誘導装置２０のＣＰＵ３１はステップ１２１で、歩行誘導信号を受信したか否か判定する。ステップ１２１の判定が肯定された場合、ステップ１２２で、ＣＰＵ３１は、予め定められた誘導指示パターンにしたがって、所定時間の間、回転体２４を回転させるか、または、回転体２４を停止させ、ステップ１２１に戻る。誘導指示パターンは、後述するように、歩行誘導装置２０が歩行誘導装置２０Ａであるか歩行誘導装置２０Ｂであるか、及び、歩行誘導信号が、右折指示信号、左折指示信号または直進指示信号の何れであるかによって、予め定めることができる。
【００４７】
ステップ１２１の判定が否定された場合、即ち、右折指示信号、左折指示信号または直進指示信号の何れも受信していない場合、ステップ１２３で、ＣＰＵ３１は、終了指示信号を受信したか否か判定する。ステップ１２３の判定が否定された場合、即ち、終了指示信号を受信していない場合、ＣＰＵ３１は、ステップ１２１に戻る。ステップ１２３の判定が肯定された場合、即ち、終了指示信号を受信した場合、ＣＰＵ３１は、ステップ１２４で、回転体２４が回転している場合、回転体２４を停止させて、歩行誘導処理を終了する。
【００４８】
次に、誘導システム１の作用を詳細に説明する。本実施形態では、図１１に例示するように、左折Ｌ、右折Ｒ、直進Ｓだけでなく、直進Ｓと右折Ｒとの間の角度の右折である奥右折ＳＲ及び直進Ｓと左折Ｌとの間の角度の左折である奥左折ＳＬの誘導指示を行う場合について、説明する。例えば、図１２に例示するように、誘導指示パターンを決定することができる。即ち、左折指示を行う場合、右足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を左に回転させ、左足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を停止させる。奥左折指示を行う場合、右足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を停止させ、左足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を左に回転させる。
【００４９】
直進指示を行う場合、右足及び左足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を停止させる。右折指示を行う場合、右足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を停止させ、左足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を右に回転させる。奥右折指示を行う場合、右足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を右に回転させ、左足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を停止させる。
【００５０】
図１３Ａ及び図１３Ｂに、誘導指示を示す力覚を知覚したユーザの足の軌跡の一例を示す。右折指示を行う場合、図１２の誘導指示パターンにしたがい、左足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を右に回転させる。歩行により、膝または股関節からユーザの左脚がユーザの前方に向かって回転することでユーザの左脚の傾斜が変化すると、図１３Ａに例示するように、ユーザの左足ＬＬに右足ＲＬに向かう力覚Ｆが知覚される。この力覚Ｆにしたがい、直線ＣＲで示すようにユーザが左足ＬＬを右足ＲＬに向けて動かし、左右の足が交差することで、ユーザの体は自然に右側に向かう。次に、交差した足を交差していない状態に戻そうと自然に右足ＲＬを動かすことで、ユーザは自然に右折を行うことが可能となる。
【００５１】
奥右折指示を行う場合、図１２の誘導指示パターンにしたがい、右足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を右に回転させる。歩行により、膝または股関節からユーザの右脚がユーザの前方に向かって回転することでユーザの右脚の傾斜が変化すると、図１３Ｂに例示するように、ユーザの右足ＲＬに左足ＬＬから遠ざかる向きの力覚Ｆが知覚される。この力覚Ｆにしたがい、ユーザが右足ＲＬを動かすことで、ユーザの体が自然に右側に向かい、また、ユーザの左右の足の間隔ＤＳが通常歩行時より広くなる。次に、左右の足の間隔を通常の間隔に戻そうと自然に左足ＬＬを動かすことで、ユーザは自然に奥右折を行うことが可能となる。
【００５２】
左折指示及び奥左折指示については、右折指示及び奥右折指示と左右が逆転するだけであるため、説明を省略する。
【００５３】
次に、誘導制御装置１０で行われる図８のステップ１０３の誘導処理について、詳細に説明する。誘導制御装置１０のＣＰＵ４１は、ユーザが進行する向きを取得する。例えば、歩行誘導装置２０の地磁気センサ２７が検知した地磁気に基づいて取得し、通信部２５で送信したユーザが進行する向きを、ＣＰＵ４１は、通信部１４で受信することで、ユーザが進行する向きを取得する。
【００５４】
ＣＰＵ４１は、ステップ１３２で、ユーザを誘導する向きを取得する。ユーザを誘導する向きは、例えば、誘導制御情報の一例であるＧＰＳ１５で取得した誘導制御装置１０の現在位置及び図８のステップ１０２で決定された経路に基づいて取得される。
【００５５】
ＣＰＵ４１は、ステップ１３３で、ユーザが進行する向きとユーザを誘導する向きとの角度差を取得する。ＣＰＵ４１は、ステップ１３４で、歩行誘導装置２０に奥右折を指示するか否か判定する。ユーザが進行する向きとユーザを誘導する向きとの角度差が図１１に例示する第１の範囲ＲＧ１内にあり、ユーザが進行する向きの右側にユーザを誘導する向きが存在する場合、ステップ１３４の判定は肯定される。
【００５６】
ステップ１３４の判定が肯定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１３５で、ユーザが前進しているか否か、即ち、歩行により、膝または股関節からユーザの脚がユーザの前方に向かって回転しているか否か判定する。例えば、ＣＰＵ４１は、歩行誘導装置２０のモーションセンサ２６が検知し、通信部２５で送信したユーザの足の運動の向きを、通信部１４で受信することで、ユーザが前進しているか否か判定する。ステップ１３５の判定が肯定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１３６で、図１２の誘導指示パターンにしたがって、右足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を、所定時間の間、右に回転させるよう、歩行誘導装置２０に奥右折指示信号を送信する。奥右折指示信号は、歩行誘導信号の一例であり、通信部１４を介して送信される。次に、ＣＰＵ４１は、誘導処理を終了する。
【００５７】
ステップ１３５の判定が否定された場合、即ち、ユーザが前進していない場合も、誘導処理を終了する。ユーザが前進していない場合、誘導システム１０の意図と異なる力覚がユーザに知覚されるためである。
【００５８】
ステップ１３４の判定が否定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１３７で、歩行誘導装置２０に奥左折を指示するか否か判定する。ユーザが進行する向きとユーザを誘導する向きとの角度差が図１１に例示する第１の範囲ＲＧ１内にあり、ユーザが進行する向きの左側にユーザを誘導する向きが存在する場合、ステップ１３７の判定は肯定される。
【００５９】
ステップ１３７の判定が肯定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１３８で、ユーザが前進しているか否か判定する。ステップ１３８の判定が肯定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１３９で、図１２の誘導指示パターンにしたがって、左足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を、所定時間の間、左に回転させるよう、歩行誘導装置２０に奥左折指示信号を送信する。奥左折指示信号は歩行誘導信号の一例であり、通信部１４を介して送信される。次に、ＣＰＵ４１は、誘導処理を終了する。ステップ１３８の判定が否定された場合、即ち、ユーザが前進していない場合も、誘導処理を終了する。
【００６０】
ステップ１３７の判定が否定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１４０で、歩行誘導装置２０に右折を指示するか否か判定する。ユーザが進行する向きとユーザを誘導する向きとの角度差が図１１に例示する第１の範囲ＲＧ１を越えた第２の範囲ＲＧ２内にあり、ユーザが進行する向きの右側にユーザを誘導する向きが存在する場合、ステップ１４０の判定は肯定される。
【００６１】
ステップ１４０の判定が肯定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１４１で、ユーザが前進しているか否か判定する。ステップ１４１の判定が肯定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１４２で、図１２の誘導指示パターンにしたがって、左足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を、所定時間の間、右に回転させるよう、歩行誘導装置２０に右折指示信号を送信する。右折指示信号は歩行誘導信号の一例であり、通信部１４を介して送信される。次に、ＣＰＵ４１は、誘導処理を終了する。ステップ１４１の判定が否定された場合、即ち、ユーザが前進していない場合も、誘導処理を終了する。
【００６２】
ステップ１４０の判定が否定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１４３で、歩行誘導装置２０に左折を指示するか否か判定する。ユーザが進行する向きとユーザを誘導する向きとの角度差が図１１に例示する第１の範囲ＲＧ１を越えた第２の範囲ＲＧ２内にあり、ユーザが進行する向きの左側にユーザを誘導する向きが存在する場合、ステップ１４３の判定は肯定される。
【００６３】
ステップ１４３の判定が肯定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１４４で、ユーザが前進しているか否か判定する。ステップ１４４の判定が肯定された場合、ＣＰＵ４１は、ステップ１４５で、図１２の誘導指示パターンにしたがって、右足に装着した歩行誘導装置２０の回転体２４を、所定時間の間、左に回転させるよう、歩行誘導装置２０に左折指示信号を送信する。左折指示信号は、歩行誘導信号の一例であり、通信部１４を介して送信される。次に、ＣＰＵ４１は、誘導処理を終了する。ステップ１４４の判定が否定された場合、即ち、ユーザが前進していない場合、及び、ステップ１４３の判定が否定された場合も、誘導処理を終了する。
【００６４】
なお、上記では、歩行誘導装置２０の回転体２４を所定時間の間だけ回転する例について説明した。したがって、図１２に例示した誘導指示パターンにおいて、回転体２４を停止させる場合、歩行誘導装置２０に回転体２４の停止を指示する歩行誘導信号を送信する処理について説明していない。しかしながら、回転体２４を停止させる場合、歩行誘導装置２０に回転体２４の停止を指示する歩行誘導信号を送信してもよい。
【００６５】
なお、歩行誘導装置２０の外観の形状は、図３Ａ及び図３Ｂに例示した形状に限定されない。例えば、図１５に例示するように、駆動制御部２２、モータ１２３及び回転体２４がヒール内部に積み重ねられて配置されていてもよい。また、図１５の例では、電源２１はつま先に近い部分の靴底に配置されているが、電源２１もヒール内部に配置されていてもよいし、例えば、ユーザの足首または脚など、歩行誘導装置２０とは別にユーザに装着されていてもよい。なお、煩雑さを回避するために、図１５において、電源２１とモータ１２３及び駆動制御部２２との間のバスは、省略する。
【００６６】
また、図１６Ａ及び図１６Ｂに例示するように、歩行誘導装置２０の装着部２８Ｖはアンクレットの形状を有していてもよい。図１６Ａに、直立したユーザの足首に歩行誘導装置２０Ｖが装着された場合に横線となる切断線で歩行誘導装置２０を切断した場合の断面図を示す。歩行誘導装置２０は、周囲を装着部２８Ｃで覆われた円環の形状を有し、装着部２８Ｖ内の最外周に円環の形状の回転体２４Ｖ、回転体２４Ｖの内周に沿って回転体２４Ｖを回転させる環状リニアモータ１２３Ｖを含む。環状リニアモータ１２３Ｖの内周に沿って、駆動制御部２２Ｖ及び電源部２１Ｖが配置されている。
【００６７】
図１６Ｂは、図１６Ａの切断線１６Ｂ−１６Ｂに沿った断面図を例示する。環状リニアモータ１２３Ｖは、歩行誘導装置２０の内周寄りに固定部１２３Ａ、外周寄りに回転部１２３Ｂを含み、固定部１２３Ａは電磁石１２３Ｃを含み、回転部１２３Ｂは永久磁石１２３Ｄを含む。
【００６８】
なお、図３Ａ、図３Ｂ及び図１５では、モータ１２３の回転軸２９を回転体２４に連結することで回転体２４を回転させている。図１６Ａ及び図１６Ｂでは、環状リニアモータ１２３Ｖの回転部１２３Ｃを回転体２４Ｖと接触させることで、回転体２４Ｖを回転させている。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。
【００６９】
例えば、歯車またはベルトなどの動力伝達手段を経由して、モータ１２３から伝達される動力で回転体２４または２４Ｖを回転させるようにしてもよい。即ち、図１６Ａ及び図１６Ｂにおいて、環状リニアモータ１２３Ｃに代えて、通常のモータ１２３が使用されてもよい。
【００７０】
なお、回転体２４が円筒の形状を有する例及び回転体２４Ｖが円環の形状を有する例について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。回転体２４または回転体２４Ｖは、回転する際に遠心力のバランスがとれる形状であればよい。
【００７１】
なお、図５において、誘導制御部１３、通信部１４及びＧＰＳ１５は誘導制御装置１０内に存在するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、歩行誘導装置２０内に存在してもよいし、誘導制御装置１０及び歩行誘導装置２０とは別に、ユーザの脚などに装着されてもよい。上記では、歩行誘導装置２０は、受信した歩行誘導信号に基づいて、駆動部２２で回転体２４を回転または停止させる例について説明した。しかしながら、誘導制御部１３及びＧＰＳ１５が歩行誘導装置２０内に存在する場合、歩行誘導装置２０は、測位した位置情報に基づいて生成された歩行誘導情報を使用して、歩行誘導処理を行う。
【００７２】
なお、図４に、ＣＰＵ３１を含む歩行誘導装置２０の駆動制御部２２を例示したが、本実施形態は、これに限定されない。駆動制御部２２は、受信した歩行誘導信号に基づいて、予め定められた誘導指示パターンで、モータ１２３を回転または停止させる単純な切替回路であってもよい。また、図１２の誘導指示パターンは一例であり、ユーザが誘導指示パターンを予め任意に設定または変更することができる。
【００７３】
なお、図２において、電源部２１、駆動制御部２２、通信部２５、モーションセンサ２６及び地磁気センサ２７が歩行誘導装置２０内に存在するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、電源部２１、駆動制御部２２、通信部２５、モーションセンサ２６及び地磁気センサ２７の全部または一部は、誘導制御装置１０内に存在してもよいし、歩行誘導装置２０とは別に、ユーザの脚などに装着されてもよい。
【００７４】
また、誘導制御装置１０と歩行誘導装置２０との間の通信は、無線で行われてもよいし、有線で行われてもよい。有線で通信が行われる場合には、通信部１４及び２５は省略されてもよい。
【００７５】
なお、図８〜図１０及び図１４のフローチャートは一例であり、処理の順序は変更されてもよい。また、歩行誘導プログラム、誘導制御プログラムなどのプログラムは、外部サーバに記憶され、ネットワークを介して、歩行誘導装置２０の一次記憶部３２または、誘導制御装置の一次記憶部４２に展開されてもよい。歩行誘導プログラム、誘導制御プログラムなどのプログラムは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの非一時的記録媒体に記憶され、記録媒体読込装置を介して、一次記憶部３２または４２に展開されてもよい。
【００７６】
上記したように、本実施形態では、歩行誘導装置２０が、回転軸２９を中心とした回転及び回転軸２９の傾斜によりジャイロモーメントを生じる回転体２４と、回転体２４を回転または停止させる駆動部２３と、ユーザの足に装着する装着部２８と、を含む。１組の歩行誘導装置２０は、各々ユーザの第１及び第２の足に装着される。制御部は、１組の歩行誘導装置２０各々の駆動部２３を制御する。制御部は、１組の歩行誘導装置２０各々の駆動部２３を制御する。駆動部２３は、回転体２４に、測位した位置情報に基づいて生成された歩行誘導情報に応じた向きのジャイロモーメントが生じ、かつ生じたジャイロモーメントの大きさ及び向きに応じた力覚がユーザに知覚されるように、制御される。
【００７７】
歩行誘導装置２０が左右の足に装着され、歩行誘導装置２０の各々が左右回転及び停止によって３パターンの誘導指示を示す力覚をユーザに知覚させることができる。したがって、本実施形態では、３×３＝９パターンの誘導指示を示す力覚をユーザに知覚させることが可能となる。即ち、本実施形態では、左折、右折、直進に加え、奥右折、奥左折など、より適切な向きにユーザを誘導する力覚をユーザに知覚させることが可能となる。なお、左折、右折、直進、奥右折、奥左折などは一例であり、例えば、後退、手前右折、手前左折などの向きにユーザを誘導してもよい。
【００７８】
また、本実施形態では、回転体２４が回転軸２９を中心とした回転及び回転軸２９の傾斜によりジャイロモーメントを生じ、生じたジャイロモーメントが装着部２８に働く。したがって、歩行により装着部２８が足に密着していない場合であって、手などと比較して感度の低い足であっても、ユーザは力覚による誘導指示を適切に知覚することが可能となる。
【００７９】
また、本実施形態では、回転体２４の回転軸２９の傾斜が歩行によるユーザの脚の傾斜によって自然に生じるため、歩行誘導装置２０内に、回転体２４を傾斜させるモータ及び回転体２４が傾斜するためのスペースを必要としない。したがって、歩行誘導装置２０を軽量化及び小型化することが可能となる。
【００８０】
以上の各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００８１】
（付記１）
回転軸を中心とした回転及び前記回転軸の傾斜によりジャイロモーメントを生じる回転体と、
前記回転体を回転または停止させる駆動部と、
ユーザの足に装着する装着部と、
を含み、
各々ユーザの第１及び第２の足に装着される１組の歩行誘導装置と、
前記１組の歩行誘導装置の各々の回転体に、測位した位置情報に基づいて生成された歩行誘導情報に応じた向きのジャイロモーメントが生じ、かつ生じたジャイロモーメントの大きさ及び向きに応じた力覚が前記ユーザに知覚されるように、前記１組の歩行誘導装置各々の駆動部を制御する制御部と、
を含む、誘導システム。
（付記２）
前記１組の歩行誘導装置の各々は、
前記歩行誘導情報または前記歩行誘導情報に基づいて生成された歩行誘導信号を受信する受信部、
をさらに含み、
前記駆動部は、前記歩行誘導信号に基づいて、前記回転体を回転または停止する、
付記１の誘導システム。
（付記３）
前記誘導システムは、
前記歩行誘導情報または歩行誘導信号を前記１組の歩行誘導装置の各々の受信部に送信する送信部、
を含む、誘導制御装置、
をさらに含む、
付記２の誘導システム。
（付記４）
前記制御部は、前記１組の歩行誘導装置の各々または前記誘導制御装置に含まれ、
前記誘導制御装置が前記制御部を含む場合、前記送信部は、前記歩行誘導信号を前記受信部に送信する、
付記３の誘導システム。
（付記５）
前記制御部は、前記歩行誘導情報に基づいて、予め定められたパターンで、前記歩行誘導装置の回転体の各々が予め定められた向きに回転または停止するように、前記駆動部の各々を制御する、
付記１〜４の何れかの誘導システム。
（付記６）
前記パターンは、前記歩行誘導情報が示す誘導の向きとユーザが進行する向きとの差に基づいて選択される、
付記５の誘導システム。
（付記７）
前記歩行誘導情報が、前記第１の足側に曲がるように指示する情報を含む場合、
前記誘導の向きと前記ユーザが進行する向きとの差が第１の範囲内にある場合、
前記制御部は、前記第１の足に、前記第２の足から遠ざかる向きの力覚を知覚させる向きに、前記回転体を回転させるように前記駆動部を制御し、
前記誘導の向きと前記ユーザが進行する向きとの差が前記第１の範囲を越えた第２の範囲内にある場合、
前記制御部は、前記第２の足に、前記第１の足に向かう向きの力覚を知覚させる向きに、前記回転体を回転させるように前記駆動部を制御する、
付記６の誘導システム。
（付記８）
前記装着部は、靴またはアンクレットの形状を有する、付記１〜付記７の何れかの誘導システム。
（付記９）
回転軸を中心とした回転及び前記回転軸の傾斜によりジャイロモーメントを生じる回転体と、
前記回転体を回転または停止させる駆動部と、
ユーザの足に装着する装着部と、
を含み、
各々ユーザの前記第１及び第２の足に装着される１組の歩行誘導装置の各々の前記回転体に、測位した位置情報に基づいて生成された歩行誘導情報に応じた向きのジャイロモーメントが生じ、かつ生じたジャイロモーメントの大きさ及び向きに応じた力覚が前記ユーザに知覚されるように、前記１組の歩行誘導装置各々の駆動部を制御する制御部、
を含む、誘導制御装置。
（付記１０）
前記１組の歩行誘導装置の各々は、前記歩行誘導情報に基づいて生成された歩行誘導信号を受信する受信部をさらに含み、
前記駆動部は、前記歩行誘導信号に基づいて、前記回転体を回転または停止し、
前記誘導制御装置は、
前記歩行誘導信号を前記１組の歩行誘導装置の各々の前記受信部に送信する送信部、
をさらに含む、
付記９の誘導制御装置。
（付記１１）
前記制御部は、前記歩行誘導情報に基づいて、予め定められたパターンで、前記歩行誘導装置の回転体の各々が予め定められた向きに回転または停止するように、前記駆動部の各々を制御する、
付記９または付記１０の誘導制御装置。
（付記１２）
前記パターンは、前記歩行誘導情報が示す誘導の向きとユーザが進行する向きとの差に基づいて選択される、
付記１１の誘導制御装置。
（付記１３）
前記歩行誘導情報が、前記第１の足側に曲がるように指示する情報を含む場合、
前記誘導の向きと前記ユーザが進行する向きとの差が第１の範囲内にある場合、
前記制御部は、前記第１の足に、前記第２の足から遠ざかる向きの力覚を知覚させる向きに、前記回転体を回転させるように前記駆動部を制御し、
前記誘導の向きと前記ユーザが進行する向きとの差が前記第１の範囲を越えた第２の範囲内にある場合、
前記制御部は、前記第２の足に、前記第１の足に向かう向きの力覚を知覚させる向きに、前記回転体を回転させるように前記駆動部を制御する、
付記１２の誘導制御装置。
【符号の説明】
【００８２】
１  誘導システム
１０  誘導制御装置
１３  誘導制御部
２０Ａ、２０Ｂ  歩行誘導装置
２２  駆動制御部
２３  駆動部
２４  回転体
２８  装着部
２９  回転軸
３１  ＣＰＵ
３２  一次記憶部
３３  二次記憶部
４１  ＣＰＵ
４２  一次記憶部
４３  二次記憶部
１２３  モータ
【図１】
2018017585.tif 000003
【図２】
2018017585.tif 000004
【図３Ａ】
2018017585.tif 000005
【図３Ｂ】
2018017585.tif 000006
【図４】
2018017585.tif 000007
【図５】
2018017585.tif 000008
【図６】
2018017585.tif 000009
【図７Ａ】
2018017585.tif 000010
【図７Ｂ】
2018017585.tif 000011
【図７Ｃ】
2018017585.tif 000012
【図８】
2018017585.tif 000013
【図９】
2018017585.tif 000014
【図１０】
2018017585.tif 000015
【図１１】
2018017585.tif 000016
【図１２】
2018017585.tif 000017
【図１３Ａ】
2018017585.tif 000018
【図１３Ｂ】
2018017585.tif 000019
【図１４】
2018017585.tif 000020
【図１５】
2018017585.tif 000021
【図１６Ａ】
2018017585.tif 000022
【図１６Ｂ】
2018017585.tif 000023