(57)【要約】      （修正有）【課題】事前の学習に要する時間を削減して四足動物を誘導することができる行動誘導システム及び行動誘導方法の提供。【解決手段】光を照射する照射装置１５と、照射装置１５を制御して、四足動物を移動させる方向の地点に光を照射させる制御装置と、を備える行動誘導システム。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四足動物が視認可能な輪郭を有する光を照射面に形成する照射装置と、
前記照射装置を制御して、四足動物を移動させる方向の地点に前記光を照射させる制御部と、
を備える行動誘導システム。
【請求項２】
前記照射装置は、高輝度な光を照射する光源と、前記光源から照射された前記光を集光して前記四足動物が視認可能な輪郭を有する光を照射面に形成するレンズとを備える、請求項１に記載の行動誘導システム。
【請求項３】
前記照射装置は、前記光源から照射された前記光を反射する反射板を内部にさらに備える、請求項２に記載の行動誘導システム。
【請求項４】
前記照射装置は、前記光源を複数備える、請求項２に記載の行動誘導システム。
【請求項５】
前記照射装置は、前記レンズを複数備え、
複数の前記レンズは、凸面側が互いに向き合って設けられる、請求項２に記載の行動誘導システム。
【請求項６】
前記四足動物に装着され、前記照射装置を複数搭載した取り付け具をさらに備え、
複数の前記照射装置は、前記四足動物の位置から所定の距離進んだ位置に前記光を照射する近距離用の照射装置と、前記近距離用の照射装置よりも遠い位置に前記光を照射する遠距離用の照射装置である、請求項１から５のいずれか一項に記載の行動誘導システム。
【請求項７】
前記取り付け具には、前記四足動物の姿勢に関する姿勢データを取得するセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記センサにより得られる前記姿勢データに応じて、前記近距離用の照射装置及び前記遠距離用の照射装置を切り替えて制御して前記光を照射させる、請求項６に記載の行動誘導システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記センサにより得られる前記姿勢データが予め定められた基準値以上である場合に前記近距離用の照射装置を制御して前記光を照射させ、前記センサにより得られる前記姿勢データが予め定められた基準値未満である場合に前記遠距離用の照射装置を制御して前記光を照射させる、請求項７に記載の行動誘導システム。
【請求項９】
複数の前記照射装置の一部又は全ては、前記取り付け具において前記四足動物の身体で遮光されない位置に配置され、
前記制御部は、入力された指示に応じて、前記四足動物の身体で遮光されない位置に配置された照射装置を制御して前記光を照射させる、請求項６から８のいずれか一項に記載の行動誘導システム。
【請求項１０】
前記四足動物に対して動作を指示するトリガーとなる音を出力する音出力装置をさらに備え、
前記音出力装置は、自装置を制御する装置からの指示に応じて、前記四足動物に対して前記光の探索を開始させる第１の音、又は、前記四足動物に対して前記光の探索を終了させる第２の音を出力する、請求項１から９のいずれか一項に記載の行動誘導システム。
【請求項１１】
四足動物が視認可能な輪郭を有する光を照射面に形成する照射装置を制御して、四足動物を移動させる方向の地点に前記光を照射させる制御ステップ、
を有する行動誘導方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、行動誘導システム及び行動誘導方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、犬を誘導する手法として、飛行中のＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）を追うように犬を訓練することで任意の場所へ誘導する方法や、振動モータとスピーカーを搭載したスーツを犬に着せ、振動の位置や音の高低の組み合わせと移動方向を覚えさせることで誘導する方法が研究されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“SWARMIX-Finding Linda”、SWARMIX、［online］、［平成３０年１０月２５日検索］、インターネット〈URL：http://www.swarmix.ch/swarmix-finding-linda/>
【非特許文献２】Miller, J. and Bevly, D.M.“A system for autonomous canine guidance”、International Journal of Modelling Identification and Control, 2013 Vol.20, No.1, pp.33-46
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、事前に犬に学習させるための時間を多く要するという問題があった。このような問題は、犬に限らず、上記方法により四足動物を誘導する場合に生じる問題である。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、事前の学習に要する時間を削減して四足動物を誘導することができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、四足動物が視認可能な輪郭を有する光を照射面に形成する照射装置と、前記照射装置を制御して、四足動物を移動させる方向の地点に前記光を照射させる制御部と、を備える行動誘導システムである。
【０００７】
本発明の一態様は、上記の行動誘導システムであって、前記照射装置は、高輝度な光を照射する光源と、前記光源から照射された前記光を集光して前記四足動物が視認可能な輪郭を有する光を照射面に形成するレンズとを備える。
【０００８】
本発明の一態様は、上記の行動誘導システムであって、前記照射装置は、前記光源から照射された前記光を反射する反射板を内部にさらに備える。
【０００９】
本発明の一態様は、上記の行動誘導システムであって、前記照射装置は、前記光源を複数備える。
【００１０】
本発明の一態様は、上記の行動誘導システムであって、前記照射装置は、前記レンズを複数備え、複数の前記レンズは、凸面側が互いに向き合って設けられる。
【００１１】
本発明の一態様は、上記の行動誘導システムであって、前記四足動物に装着され、前記照射装置を複数搭載した取り付け具をさらに備え、複数の前記照射装置は、前記四足動物の位置から所定の距離進んだ位置に前記光を照射する近距離用の照射装置と、前記近距離用の照射装置よりも遠い位置に前記光を照射する遠距離用の照射装置である。
【００１２】
本発明の一態様は、上記の行動誘導システムであって、前記取り付け具には、前記四足動物の姿勢に関する姿勢データを取得するセンサをさらに備え、前記制御部は、前記センサにより得られる前記姿勢データに応じて、前記近距離用の照射装置及び前記遠距離用の照射装置を切り替えて制御して前記光を照射させる。
【００１３】
本発明の一態様は、上記の行動誘導システムであって、前記制御部は、前記センサにより得られる前記姿勢データが予め定められた基準値以上である場合に前記近距離用の照射装置を制御して前記光を照射させ、前記センサにより得られる前記姿勢データが予め定められた基準値未満である場合に前記遠距離用の照射装置を制御して前記光を照射させる。
【００１４】
本発明の一態様は、上記の行動誘導システムであって、複数の前記照射装置の一部又は全ては、複数の前記照射装置の一部又は全ては、前記取り付け具において前記四足動物の身体で遮光されない位置に配置され、前記制御部は、入力された指示に応じて、前記四足動物の身体で遮光されない位置に配置された照射装置を制御して前記光を照射させる。
【００１５】
本発明の一態様は、上記の行動誘導システムであって、前記四足動物に対して動作を指示するトリガーとなる音を出力する音出力装置をさらに備え、前記音出力装置は、自装置を制御する装置からの指示に応じて、前記四足動物に対して前記光の探索を開始させる第１の音、又は、前記四足動物に対して前記光の探索を終了させる第２の音を出力する。
【００１６】
本発明の一態様は、四足動物が視認可能な輪郭を有する光を照射面に形成する照射装置を制御して、四足動物を移動させる方向の地点に前記光を照射させる制御ステップ、を有する行動誘導方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、事前の学習に要する時間を削減して四足動物を誘導することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態における行動誘導システムのシステム構成を表す構成図である。
【図２】実施形態におけるＬＥＤ光源モジュールの取り付けイメージを示す図である。
【図３】実施形態におけるＬＥＤ光源モジュールの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図４】実施形態における制御装置の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図５】屋外における照射光の大きさと照度に関する実験例を示す図である。
【図６】屋外における照射光の大きさと照度に関する実験例を示す図である。
【図７】屋外における照射光の大きさと照度に関する実験例を示す図である。
【図８】屋外のような明るい環境で犬が視認できるスポット光の照度に関する実験を行うための実験環境の概要を示す図である。
【図９】光を照射する領域の実験環境の概要及び光の照射例を示す図である。
【図１０】屋外のような明るい環境で犬が視認できるスポット光の照度に関する実験の結果を示す図である。
【図１１】犬に搭載される照射装置に要求される照射距離の一例を示す図である。
【図１２】結像モデルの一例を示す図である。
【図１３】照射装置の要求仕様を満たすレンズを選定するための一例を示す図である。
【図１４】結像モデルから算出したレンズ焦点距離毎の照射光の直径、照度比及びＬＥＤ−レンズ間の距離の関係を表す図である。
【図１５】第１の実施形態における照射装置の構成を示す図である。
【図１６】第２の実施形態における照射装置の構成を示す図である。
【図１７】第３の実施形態における照射装置の構成を示す図である。
【図１８】第４の実施形態における照射装置の構成を示す図である。
【図１９】光源として太陽光を用いた場合の照射装置の適用例を示す図である。
【図２０】光源として高輝度な光源を用いた場合の照射装置の適用例を示す図である。
【図２１】第５の実施形態における照射装置の構成を示す図である。
【図２２】第６の実施形態における照射装置の構成を示す図である。
【図２３】第７の実施形態における取り付け具に取り付けられる照射装置の設置位置の一例を示す図である。
【図２４】照射装置を第７の実施形態における取り付け具に取り付けるための構造の一例を示す図である。
【図２５】第７の実施形態におけるＬＥＤ光源モジュールの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図２６】第８の実施形態における取り付け具に取り付けるための構造の一例を示す図である。
【図２７】第８の実施形態におけるＬＥＤ光源モジュールの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図２８】低姿勢時においても遠くへ照射できる照射装置の角度を決定する方法の結果を示す図である。
【図２９】実験により得られた閾値をもとに、遠距離照射用の照射装置を取り付け具に搭載した一例を示す図である。
【図３０】第８の実施形態におけるＬＥＤ光源モジュールの処理の流れを示すフローチャートである。
【図３１】犬の姿勢変化に対応した取り付け具の効果についての検証結果を説明するための図である。
【図３２】犬の姿勢変化に対応した取り付け具の効果についての検証結果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
（概要）
本発明における行動誘導システムは、光を用いて動物の行動を誘導するシステムである。行動誘導システムは、四足動物のうち光を追いかける習性をもつ動物に適用可能である。以下の説明では、一例として、犬に適用した場合を例に説明する。
【００２０】
図１は、実施形態における行動誘導システム１００のシステム構成を表す構成図である。行動誘導システム１００は、ＬＥＤ光源モジュール１０及び制御装置２０を備える。ＬＥＤ光源モジュール１０及び制御装置２０は、有線又は無線により接続される。図１では、室外に犬３０がいる状況を示している。行動誘導システム１００では、ＬＥＤ光源モジュール１０が、誘導対象となる犬３０の身体に装着される取り付け具３２に設けられる。取り付け具３２は、犬３０に巻きつくように構成されていてもよい。
【００２１】
ＬＥＤ光源モジュール１０は、制御装置２０からの指示により、所定の大きさの輝度値の光を照射する。
制御装置２０は、ＬＥＤ光源モジュール１０を制御するための指示をＬＥＤ光源モジュール１０に出力する。
【００２２】
図２は、ＬＥＤ光源モジュール１０の取り付けイメージを示す図である。
図２に示すように、犬３０には、取り付け具３２が装着される。ここで、ＬＥＤ光源モジュール１０が備える照射装置１５は取り付け具３２の前方方向に備えられる。図２（Ａ）では、照射装置１５が、犬３０の胸と両肩にそれぞれ備えられている例を示している。また、照射装置１５の装着イメージの拡大図を図２（Ｂ）に示す。なお、照射装置１５を除くＬＥＤ光源モジュール１０が備える他の機能部は、取り付け具３２の内部に備えられる。
【００２３】
図３は、ＬＥＤ光源モジュール１０の機能構成を表す概略ブロック図である。ＬＥＤ光源モジュール１０は、入力部１１、位置情報取得部１２、照射情報記憶部１３、制御部１４及び照射装置１５−１〜１５−ｎ（ｎは２以上の整数）を備える。なお、以下の説明では、照射装置１５−１〜１５−ｎについて区別しない場合には照射装置１５と記載する。
【００２４】
入力部１１は、制御装置２０から出力された指示を入力する。制御装置２０から出力された指示には、目的地の座標位置及び犬３０の種別等がある。目的地とは、犬３０を誘導させる地点を表す。犬３０の種別としては、大型犬、中型犬及び小型犬等の種別であってもよいし犬種であってもよい。
【００２５】
位置情報取得部１２は、犬３０の現在位置の情報を取得する。具体的には、位置情報取得部１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）により犬３０の現在位置の情報を取得してもよいし、その他の方法で犬３０の現在位置の情報を取得してもよい。
照射情報記憶部１３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。照射情報記憶部１３は、照射情報を記憶する。照射情報とは、照射に関する情報であり、例えば犬３０の種別毎に、光を動かす速度、光を照射する距離、照射時間の情報である。光を動かす速度は、ある位置に光を照射してから次の位置に光を照射する際の移動速度を表す。光を照射する距離は、犬３０の現在位置を基準として、目的地までの移動経路上における照射先の距離を表す。例えば、光を照射する距離が１ｍであれば、犬３０の現在位置から目的地までの移動経路上における１ｍ先を表す。照射時間は、１つの地点で光の照射を継続する時間を表す。照射情報は、予め設定される。
【００２６】
制御部１４は、入力された指示と、取得された犬３０の現在位置と、照射情報とに基づいて、照射装置１５を制御する。具体的には、制御部１４は、照射装置１５の光の照射タイミング及び光の照射方向を制御する。
【００２７】
照射装置１５は、制御部１４の制御に従って、四足動物が視認可能な輪郭を有する光を照射面に形成する。四足動物が視認可能な輪郭を有する光とは、照射先で反射した光の輝度値と、照射先の周りの環境の輝度値との差（以下「輝度差」という。）が閾値以上となる光を照射する。照射される光の輝度値は、予め設定されていてもよいし、ユーザが適宜設定してもよい。照射装置１５が照射する光源としては、例えば高輝度ＬＥＤ（Light Emitting Diode）とレンズとの組み合わせが用いられる。照射装置１５が照射する光源の色は何色であってもよい。
【００２８】
図４は、実施形態における制御装置２０の機能構成を表す概略ブロック図である。
制御装置２０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、制御プログラムを実行する。制御プログラムの実行によって、制御装置２０は、指示入力部２１、制御部２２、出力部２３を備える装置として機能する。なお、制御装置２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【００２９】
指示入力部２１は、キーボード、ポインティングデバイス（マウス、タブレット等）、タッチパネル、ボタン等の既存の入力装置を用いて構成される。指示入力部２１は、ユーザの指示を制御装置２０に入力する際にユーザによって操作される。指示入力部２１は、指示の入力を受け付ける。また、指示入力部２１は、入力装置を制御装置２０に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、指示入力部２１は、入力装置においてユーザの入力に応じて生成された入力信号を制御装置２０に入力する。
【００３０】
制御部２２は、出力部２３を制御して、指示入力部２１を介して入力された指示をＬＥＤ光源モジュール１０に出力させる。
出力部２３は、制御部２２の制御に従って、指示入力部２１から入力された指示をＬＥＤ光源モジュール１０に出力する。
【００３１】
光を利用した犬３０の誘導手法として、室内の場合にはレーザ光を利用した手法が存在する。屋外のように、芝生や草むらなどの凹凸のある地面では、犬３０がレーザ照射光を見つけられず、犬３０を誘導できない場合がある。そこで、本実施形態では、犬３０の誘導手法の構築の前段階として、屋外で犬３０の誘導に利用できる照射装置１５について検討する。
【００３２】
まず、犬３０が屋外で見てくれる光を照射可能な光源を明らかにする。見つけやすい照射光として、大きさと照度に着目する。大きさに関しては、従来の研究で実現されている直径３ｍｍでは、屋外の凹凸のある地面では犬３０が照射光を見つけにくい。また、照度が低いと屋外の明るい環境光に埋もれてしまい、犬３０は照射光を見つけにくいと考えられる。そこで、屋外で犬３０が見つけられる照射光として、地面の凹凸に埋もれない大きさで、かつ、照度が環境光より高い照射光であると仮説する。この仮説をもとに、照射光の大きさと照度について検討する。
【００３３】
図５〜図７は、屋外における照射光の大きさと照度に関する実験例を示す図である。屋外における照射光の大きさと照度に関する実験にあたり、検討する光源の照射光を、自由に動き回れる犬３０の正面１ｍ付近の地面に照射し、犬３０の反応を観察する。そして、犬３０が照射光を見たと判断したら、誘導方向へ照射光を動かす。犬３０が照射光を追う動きがあれば誘導できたとする条件下で実験を行っている。
【００３４】
図５は、光源として、高輝度の懐中電灯を用いた場合を示している。図６は、光源として、高輝度の懐中電灯と、凸レンズとを用いた場合を示している。図７は、光源として、１個の高輝度ＬＥＤと、凸レンズとを用いた場合を示している。
【００３５】
まず図５について説明する。図５では、照射光が大きく、照度が高い光源として、高輝度ＬＥＤを１２個搭載した懐中電灯を用いて検証した。照射光は、１ｍ先の壁に垂直に照射した場合、図５（Ａ）に示すように直径６００ｍｍ、照度５０００ｌｘであった。実験環境は、屋外の芝生で、天気は曇、時刻は夕方１６時ごろである。被験体の条件は、実験時１才、メスのスタンダード・プードルである。
【００３６】
検証した結果、犬３０が光を見て追う動きを観察できなかった。懐中電灯の照射光は、図５（Ｂ）に示すように、広い範囲に拡散されて、ぼんやりと明るい部分が見えるだけであった。そのため、犬３０は、照射光を見つけにくかったと考えられる。
【００３７】
次に図６について説明する。図６では、高輝度な懐中電灯の光を凸レンズで集光し、より明るくした照射光で検証した。懐中電灯とレンズを手で持ち、照射光が明るくなるように懐中電灯と、レンズとの間の距離を調節した。照射光は、１ｍ先の壁に垂直に照射した場合、図６（Ａ）に示すように直径２００ｍｍ、照度１００００ｌｘであった。実験環境は、屋外の芝生で、天気は曇、時刻は夕方１６時ごろである。被験体の条件は、実験時１才、メスのスタンダード・プードルである。
【００３８】
検証した結果、犬３０が照射光を見て追う動きを観察できた。高輝度な懐中電灯と、凸レンズとの組み合わせによる照射光は、図６（Ｂ）に示すように、集光されてエッジが際立っていることがわかる。また、集光した照射光のエッジがはっきりしていないと犬３０は照射光を追わないこともわかった。懐中電灯の光を凸レンズによる集光でより明るくし、エッジを際立たせ照射光を利用することで、屋外で犬３０を誘導できることがわかった。
【００３９】
次に図７について説明する。図７では、光源の数が少なくても凸レンズによる集光でエッジを際立たせた照射光であれば、犬３０を誘導できるか検証した。そこで、図７では、１個の高輝度ＬＥＤでも犬３０を誘導できるか検証を行った。照射装置としては、高輝度ＬＥＤと、凸レンズの光軸を合わせ、１ｍ先の照射光のエッジが際立つようにＬＥＤと、レンズとの間の距離を固定した。照射光は、１ｍ先の壁に垂直に照射した場合、図７（Ａ）に示すように直径３０ｍｍ、照度２００００ｌｘであった。実験環境は、屋外の芝生で、天気は曇、時刻は夕方１６時ごろで環境光の照度が１８００ｌｘである。被験体の条件は、実験時２才、メスのスタンダード・プードルである。
【００４０】
検証した結果、犬３０が光を見て追う動きを観察できた。１個の高輝度ＬＥＤと、凸レンズとの組み合わせによる照射光は、図７（Ｂ）に示すように、集光されてエッジが際立っていることがわかる。このように、高輝度ＬＥＤ１個でも、光を凸レンズで集光してエッジを際立たせた光であれば犬３０を屋外で誘導できることがわかった。
【００４１】
図５〜図７の実験結果より、屋外で犬３０の誘導に適する光は、光源が１個以上の高輝度ＬＥＤで、かつ、ＬＥＤ光を凸レンズで集光してエッジを際立たせた照射光であることがわかった。以下の説明では、照射光をスポット光と称する。また、犬３０の誘導に利用できるスポット光として、大きさは屋内であれば３ｍｍ以上、屋外であれば２０ｍｍ以上が好ましい。ただし、草むらや凸凹等のある屋外の場合には、スポット光の大きさは３０ｍｍ以上であることが好ましい。また、照射装置を犬３０に搭載することを踏まえ、照射装置を小型化することを考えると、照射装置が形成するスポット光の大きさは、２０〜３００ｍｍであることがより好ましい。スポット光の照度は１００００ｌｘ程度であると検討付けられた。
【００４２】
次に、図８〜図１０を用いて、屋外のような明るい環境で犬３０が視認できるスポット光の照度に関する実験例について説明する。
図８は、屋外のような明るい環境で犬３０が視認できるスポット光の照度に関する実験を行うための実験環境の概要を示す図である。図８に示すように、室内を犬３０が動き回れる領域Ａと、光を照射する領域Ｂとの間を衝立３３で隔てている。衝立３３の１箇所に、犬３０が任意のタイミングで反対側（例えば、光を照射する領域Ｂ）に顔を出せる窓３４を設けた。また、領域Ｂには、屋外環境に近づけるため、スポット光が照射される地面には人工芝を設置している。また、領域Ｂには、環境光の代わりとなるハロゲンランプ３５が人工芝に向けて設けている。
【００４３】
図９は、光を照射する領域の実験環境の概要及び光の照射例を示す図である。図９（Ａ）に示すように、光を照射する領域Ｂには、ハロゲンランプ３５、照射装置３６及び近接センサ３７が設置されている。
【００４４】
照射装置３６は、１個の高輝度ＬＥＤと、凸レンズとで構成されているものを使用した。なお、照射装置３６の高輝度ＬＥＤと、凸レンズとの光軸は合わせており、窓の１ｍ先にスポット光が照射されるようにＬＥＤと、凸レンズとの距離を固定した。また、スポット光の大きさは直径５０ｍｍである。照射装置３６は、犬３０が顔を出すと近接センサ３７が反応し、近接センサ３７が検出したことに応じてスポット光を照射する。照射装置３６は、モータにより図９（Ｂ）に示すように左右１２０°、１ｍ/ｓでスポット光を照射する。
【００４５】
近接センサ３７は、窓３４に設置され、犬３０が窓３４から顔を出したことを検出する。ハロゲンランプ３５は、人工芝の上の照度を３５００ｌｘと高くし、屋外の朝方・夕方と同程度の照度とした。
【００４６】
検証方法は、環境光とスポット光の照度差毎に、犬３０が窓３４から顔を出した回数に対して、犬３０が顔で光を追った回数の割合を算出した。犬３０がしばらく窓３４から顔を出さないときは、犬３０の名前を呼ぶ、又は、窓３４にエサを置くことで窓３４に近づくようにした。検証する環境光とスポット光の照度差は、１０００、２５００、５０００、１００００、２００００、３００００、４００００ｌｘである。各照度差で１０分間の検証を行った。被験体は、実験時３才で、オスのスタンダード・プードルである。
【００４７】
図１０は、屋外のような明るい環境で犬３０が視認できるスポット光の照度に関する実験の結果を示す図である。図１０の横軸は環境光（ハロゲンランプ３５）と、スポット光の照度差を表し、縦軸は犬３０が顔を出した回数に対して光を見た回数の割合を表す。図１０に示す結果では、３５００ｌｘの環境光下では、全て環境光とスポット光の照度差で、犬３０は直径５０ｍｍのスポット光を見つけられた。このことから、環境光とスポット光の照度差が１０００ｌｘ程度でも犬３０はスポット光を見つけられることがわかった。また、環境光とスポット光の照度差が大きいほど、犬３０はスポット光を見つけられる割合が高くなる傾向があった。そのため、照度が高いスポット光ほど、高い割合で犬３０を誘導することができるものと考えられる。
【００４８】
図１１は、犬３０に搭載される照射装置１５に要求される照射距離の一例を示す図である。図１１に示すように、犬３０の目から水平方向１ｍ先の位置が、犬３０が光を見つけやすい位置である。また、照射装置１５は、一般的に犬３０の肩や胸辺りが安定するため、搭載される可能性が高い。犬３０の肩付近に照射装置１５が搭載されるものとすると、犬３０に搭載される照射装置１５に要求される照射距離は、図１１に示すようにおよそ１２８０ｍｍであると推定される。なお、犬３０の犬種によって目の位置や犬３０の大きさが異なるため、必ずしも照射距離は１２８０ｍｍであるとは限らない。犬３０の犬種毎の照射距離は、例えば図１１のように求められる。本実施形態では、一例として照射距離が１２８０ｍｍである場合を例に説明する。
【００４９】
犬３０を誘導するための照射装置は、犬３０に搭載する必要がある。そのため、図３に示す照射装置１５は、屋外で犬３０が見つけられるスポット光を照射可能で、かつ、犬３０に搭載可能な小型の照射装置である必要がある。また、照射装置１５は、屋外で犬３０を誘導することを踏まえ、図５〜図７の実験により得られた結果から１個の高輝度ＬＥＤと、凸レンズとで構成されるものとする。この場合、照射装置１５におけるスポット光の照射方法は、図１２の結像モデルに示すように、ＬＥＤの発光部からの光を凸レンズに通し、照射面へ結像することでスポット光となる。図１２において、ａはＬＥＤとレンズ間の距離を表し、ｂは実像とレンズ間の距離を表し、ｆは焦点距離を表し、ｗはＬＥＤの発行部の大きさを表し、ｄはスポット光の大きさを表す。
【００５０】
結像モデルから得られる式を使って、照射装置１５の要求仕様に合うＬＥＤと、レンズの組み合わせを選定する。本実施形態における要求仕様は、例えば輪郭がある光、すなわちエッジが際立ったスポット光を形成できること、スポット光の大きさが３０ｍｍ以上であること、スポット光の照度が１０００ｌｘ以上であること、照射距離が１０００ｍｍ以上であること及び照射装置１５の長さが１５０ｍｍ以内であることである。例えば、ジャック・ラッセル・テリアなどの小型犬であれば照射装置１５の長さをより小さくするのが好ましい。なお、照射装置１５の長さは、犬種によっては１５０ｍｍ以上であってもよい。ゴールデン・レトリバー、ジャーマン・シェパード・ドッグ等の大型犬であれば照射装置１５の長さが１５０ｍｍ以上であってもよい。結像の公式であるガウスの結像公式を式（１）として、結像モデルから得られる三角形の相似を式（２）に示す。式（１）、（２）から得られる、スポット光の大きさと焦点距離の関係式を式（３）に示す。
【００５１】
【数１】
2019208496.tif 000003
【数２】
2019208496.tif 000004
【数３】
2019208496.tif 000005
【００５２】
照射距離を、例えば１２８０ｍｍとするため、結像モデルのｂは１２８０ｍｍとする。また、ＬＥＤの発光部の大きさｗを、既存の製品で入手可能なもので構成したためｗ＝５とした。ただし、ＬＥＤの発光部の大きさは、ｗ＝５に限られない。また、本実施形態では、一例としてレンズの焦点距離ｆを、５０、６５、１００及び１５０ｍｍの４種類としているが、焦点距離ｆはこれに限られない。例えば、２０ｍｍ以上のスポット光を形成できる焦点距離ｆと、ＬＥＤの発光部の大きさであればその他の値であってもよい。本実施形態の一例として、ＬＥＤの発光部の大きさｗ＝５、レンズの焦点距離ｆを５０、６５、１００及び１５０ｍｍとして、式（３）で示される図を描くことによってレンズの焦点距離とスポット光の大きさの関係を示す。図１３は、照射装置１５の要求仕様を満たすレンズを選定するための一例を示す図である。図１３（Ａ）において、横軸はレンズの焦点距離を表し、縦軸は照射光の直径を表す。図１３（Ｂ）において、横軸はレンズの焦点距離を表し、縦軸はＬＥＤ−レンズ間の距離を表す。
【００５３】
図１４は、結像モデルから算出したレンズ焦点距離毎の照射光の直径、照度比及びＬＥＤ−レンズ間の距離の関係を表す図である。
図１４に示すように、レンズの焦点距離ｆが５０、６５ｍｍの場合には、照射装置１５に要求される照度よりも低いため、好ましくないことがわかる。また、レンズの焦点距離ｆが１５０ｍｍの場合には、照射装置１５に要求される照射装置１５の長さよりも照射装置１５の長さが長くなってしまうため、好ましくないことがわかる。それに対して、レンズの焦点距離ｆが１００ｍｍの場合には、照射装置１５に要求される条件を満たしていることがわかる。そこで、本実施形態では、照射装置１５におけるレンズの焦点距離を１００ｍｍとする。
【００５４】
（第１の実施形態）
図１５は、第１の実施形態における照射装置１５の構成を示す図である。
照射装置１５は、筒１５１、ＬＥＤ１５２、レンズ１５３及びヒートシンク１５４を備える。筒１５１は、円筒の筒状の物体で構成され、一部に開口部が設けられる。ＬＥＤ１５２は、発光部を備え、制御部１４の制御に応じて光を照射する。ＬＥＤ１５２は、筒１５１の開口部と反対側の端部に設置される。レンズ１５３は、凸レンズであり、ＬＥＤ１５２から照射された光を集光する。レンズ１５３は、筒１５１の開口部に設けられる。これにより、エッジが際立ったスポット光が照射面に形成される。ヒートシンク１５４は、ＬＥＤ１５２の熱を放熱する。
【００５５】
以上のように構成された行動誘導システム１００によれば、事前の学習に要する時間を削減して四足動物を誘導することが可能となる。具体的には、犬３０は、光を追いかける習性があるため、照射された光を追いかける。この習性を利用して、ＬＥＤ光源モジュール１０が、目的地への移動経路上に光を照射して、誘導対象となる犬３０を誘導する。そのため、事前の学習に要する時間を削減して四足動物を誘導することができる。また、ＬＥＤ光源モジュール１０における照射装置１５は、エッジが際立ったスポット光を照射面に形成する。これにより、屋外のような明るい環境であっても犬３０がスポット光を見つけることができる。そのため、屋外においても四足動物を誘導することができる。
【００５６】
（変形例）
ＬＥＤ光源モジュール１０は、撮像装置をさらに備えてもよい。このように構成される場合、撮像装置は、照射装置１５の光軸と、撮像装置のレンズの光軸とが略同じ方向を向くように設置される。ここで、略同じ方向とは、照射装置１５が照射した光を撮像装置が撮像可能な方向を表す。
行動誘導システム１００は、ＬＥＤ光源モジュール１０を複数備えてもよい。
【００５７】
（第２の実施形態）
図１６は、第２の実施形態における照射装置１５ａの構成を示す図である。
照射装置１５ａは、筒１５１、ＬＥＤ１５２、レンズ１５３、ヒートシンク１５４、リフレクタ１５５及び鏡１５６を備える。照射装置１５ａは、リフレクタ１５５及び鏡１５６を新たに備える点で照射装置１５と構成が異なる。その他の構成については、照射装置１５と同様であるため、相違点についてのみ説明する。
【００５８】
リフレクタ１５５は、ＬＥＤ１５２から照射された光４０を反射する反射板である。リフレクタ１５５は、ＬＥＤ１５２から照射された光４０をレンズ１５３に反射させるようにＬＥＤ１５２の周りに設けられる。
鏡１５６は、ＬＥＤ１５２から照射された光４０を反射する反射鏡である。鏡１５６は、筒１５１に光４０が吸収、又は、光４０が筒１５１を透過しないように、筒１５１の内面に沿って設けられている。
【００５９】
以上のように構成された照射装置１５ａによれば、ＬＥＤ１５２から照射された光４０をリフレクタ１５５及び鏡１５６それぞれにより反射させることにより、図１６に示すように、光４０が筒１５１に吸収、又は、光４０が筒１５１を透過せずにレンズ１５３に向かう。このように、レンズ１５３に向かう光量を増加させることができる。したがって、高い照度のスポット光を形成することができる。すなわち、照射装置１５ａは、照射装置１５に比べてよりエッジが際立ったスポット光を照射面に形成する。これにより、屋外のような明るい環境であっても犬３０がスポット光を見つけることができる。そのため、屋外においても四足動物を誘導することができる。
【００６０】
（変形例）
鏡１５６は、筒１５１の内側の全面に設けられる必要はなく、一部に設けられてもよい。
【００６１】
（第３の実施形態）
図１７は、第３の実施形態における照射装置１５ｂの構成を示す図である。
照射装置１５ｂは、筒１５１、複数のＬＥＤ１５２−１〜１５２−３、レンズ１５３及びヒートシンク１５４を備える。照射装置１５ｂは、ＬＥＤ１５２を複数備える点で照射装置１５と構成が異なる。その他の構成については、照射装置１５と同様であるため、相違点についてのみ説明する。
ＬＥＤ１５２−１〜１５２−３は、発光部を備え、制御部１４の制御に応じて光を照射する。
【００６２】
以上のように構成された照射装置１５ｂによれば、ＬＥＤ１５２を複数備えることによって、レンズ１５３に向かう光量を増加させることができる。したがって、高い照度のスポット光を形成することができる。すなわち、照射装置１５ｂは、照射装置１５に比べてよりエッジが際立ったスポット光を照射面に形成する。これにより、屋外のような明るい環境であっても犬３０がスポット光を見つけることができる。そのため、屋外においても四足動物を誘導することができる。
【００６３】
（第４の実施形態）
図１８は、第４の実施形態における照射装置１５ｃの構成を示す図である。
照射装置１５ｃは、パラボラアンテナ１５７、鏡１５８、複数の光ファイバ１５９及び複数のレンズ１５３を備える。
パラボラアンテナ１５７は、外部からの光を集光する。例えば、パラボラアンテナ１５７は、太陽又は高輝度な光源（例えば、ＬＥＤ１５２）から照射される光を集光する。
鏡１５８は、パラボラアンテナ１５７に集光された光を反射する。
以下の説明では、パラボラアンテナ１５７と鏡１５８の組み合わせをパラボラ集光器と記載する。
【００６４】
光ファイバ１５９は、一端にパラボラアンテナ１５７が接続され、他端にレンズ１５３が設けられる。光ファイバ１５９は、パラボラアンテナ１５７によって集光、又は、鏡１５８によって反射された光をレンズ１５３を介して集光して照射面に像を結像させる。
レンズ１５３は、凸レンズであり、光ファイバ１５９を介して出力された光を集光する。
【００６５】
次に、図１９及び図２０を用いて、照射装置１５ｃの適用例について説明する。
図１９は、光源として太陽光を用いた場合の照射装置１５ｃの適用例を示す図である。図１９に示すように、照射装置１５ｃは、パラボラ集光器（パラボラアンテナ１５７及び鏡１５８）が犬３０の背中に設けられ、レンズ１５３が光ファイバ１５９により犬３０の胸又は肩付近に設けられて利用される。光源が太陽４２から照射される太陽光である場合、パラボラ集光器は太陽光を集光する。そして、パラボラ集光器によって集光された太陽光が、光ファイバ１５９を介してレンズ１５３で集光されて照射面で結像される。
【００６６】
図２０は、光源として高輝度な光源を用いた場合の照射装置１５ｃの適用例を示す図である。図２０に示すように、照射装置１５ｃは、パラボラ集光器（パラボラアンテナ１５７及び鏡１５８）が犬３０の背中に設けられ、レンズ１５３が光ファイバ１５９により犬３０の胸又は肩付近に設けられて利用される。光源が高輝度な光源（例えば、ＬＥＤ１５２）から照射される光である場合、パラボラ集光器は光を集光する。そして、パラボラ集光器によって集光された光が、光ファイバ１５９を介してレンズ１５３で集光されて照射面で結像される。
【００６７】
以上のように構成された照射装置１５ｃによれば、高輝度な光を照射する光源の光を利用することができる。したがって、照射装置１５ｃは、エッジが際立ったスポット光を照射面に形成する。これにより、屋外のような明るい環境であっても犬３０がスポット光を見つけることができる。そのため、屋外においても四足動物を誘導することができる。
【００６８】
（第５の実施形態）
図２１は、第５の実施形態における照射装置１５ｄの構成を示す図である。
照射装置１５ｄは、筒１５１、ＬＥＤ１５２、ヒートシンク１５４及び複数のレンズ１６０−１〜１６０−２を備える。照射装置１５ｄは、レンズ１５３に代えてレンズ１６０を複数備える点で照射装置１５と構成が異なる。その他の構成については、照射装置１５と同様であるため、相違点についてのみ説明する。
【００６９】
レンズ１６０−１〜１６０−２は、平凸レンズであり、ＬＥＤ１５２から照射された光を集光する。レンズ１６０−１〜１６０−２は、凸面側が向かい合うように設けられる。これにより、レンズ１６０−１ではＬＥＤ１５２から照射された光を平行光にし、レンズ１６０−２ではレンズ１６０−１によって平行光にされた光をスポット光として照射面４１に結像する。
【００７０】
レンズ１６０−１とレンズ１６０−２と間の光は平行光であるため、２枚のレンズ１６０間の距離は任意の長さにでき、最短は接した状態である。よって、照射装置１５ｄの最短の長さは、ｆ１＋ｔ１＋ｔ２であり、ほとんどｆ１が影響する。すなわち、レンズ１６０−１の焦点距離が短いほど、照射装置１５ｄの長さ（ＬＥＤ１５２が設置されている面に垂直な方向の長さ）は短くなる。なお、ｆｎはレンズ１６０−ｎ（ｎは１以上の整数）の焦点距離を表し、ｔｎはレンズ１６０−ｎの厚さを表す。
【００７１】
ただし、焦点距離が短いほどレンズ１６０が厚くなり、収差が大きくなり、結像がぼやけると考えられる。そのため、いくつかの焦点距離のレンズ１６０で実験を行って輪郭がある、すなわち、エッジが際立ったスポット光になるレンズ１６０−１及び１６０−２の組み合わせを選定する必要がある。照射装置１５ｄの長さは、照射装置１５に比べて半分くらいの長さになることが想定される。
【００７２】
以上のように構成された照射装置１５ｄによれば、エッジが際立ったスポット光を照射面に形成する。これにより、屋外のような明るい環境であっても犬３０がスポット光を見つけることができる。そのため、屋外においても四足動物を誘導することができる。
また、照射装置１５ｄは、２枚のレンズ１６０−１及びレンズ１６０−２を組み合わせて用いることによって照射装置１５ｄの長さを短くすることができる。
【００７３】
（第６の実施形態）
図２２は、第６の実施形態における照射装置１５ｅの構成を示す図である。
照射装置１５ｅは、筒１５１、ＬＥＤ１５２、レンズ１５３、ヒートシンク１５４及び鏡１６１を備える。照射装置１５ｅは、鏡１６１を新たに備える点で照射装置１５と構成が異なる。その他の構成については、照射装置１５と同様であるため、相違点についてのみ説明する。
【００７４】
鏡１６１は、ＬＥＤ１５２から照射された光を反射する反射鏡である。
光路の長さが同じであれば、図２２に示すように鏡１６１を使って光路を折り、レンズ１５３で集光する。
【００７５】
以上のように構成された照射装置１５ｅによれば、エッジが際立ったスポット光を照射面に形成する。これにより、屋外のような明るい環境であっても犬３０がスポット光を見つけることができる。そのため、屋外においても四足動物を誘導することができる。
また、照射装置１５ｅは、筒１５１の一部を曲げて光路を折ることによって犬３０の体の横から飛び出る照射装置１５ｅの部分の長さを短くすることができる。
【００７６】
（第７の実施形態）
第１の実施形態から第６の実施形態では、照射装置が３方向（例えば、犬の胸と両肩にそれぞれ１つずつ）に備えられている構成で説明した。このような構成において犬が光を見つけ捕まえようと前のめりになった場合、犬の頭で光が遮られることによって誘導できなくなる可能性がある。そこで、第７の実施形態では、このような問題を解消するための構成について説明する。第７の実施形態では、取り付け具において犬の身体で遮光されない位置に照射装置を配置される。具体的には、第７の実施形態では、犬の頭で遮られない位置に光源である照射装置を追加する。
【００７７】
まず、犬３０の頭で遮られない位置の決定方法について説明する。
まず、ユーザが、地面に犬３０の興味を引く物を置き、犬３０が首をまっすぐ伸ばした状態又は少し下を向いた状態を作る。
次に、ユーザが、犬３０が首をまっすぐ伸ばした状態又は少し下を向いた状態で、照射装置１５が犬３０の顔や耳等の頭の一部にかからない位置に照射装置１５を設置する。
【００７８】
照射装置１５の設置位置は、図２３に示す通りである。
図２３は、第７の実施形態における取り付け具３２ｆに取り付けられる照射装置１５の設置位置の一例を示す図である。図２３（Ａ）は、照射装置１５の第１の設置位置の一例を示す図である。図２３（Ｂ）は、照射装置１５の設置位置の一例を示す図である。
図２３において取り付け具３２ｆには、図２に示す取り付け具３２と比較して、４つの照射装置１５−１〜１５−４が取り付けられている。照射装置１５−１〜１５−４は、第１の実施形態〜第６の実施形態に示したいずれかの照射装置であり、第１の実施形態〜第６の実施形態に示した照射装置のいずれが組み合わされていてもよいし、全て同じ照射装置であってもよい。
【００７９】
まず、照射装置１５の第１の設置位置について説明する。
照射装置１５の第１の設置位置としては、犬３０の前足上腕部又は肩胛部等の犬３０の肩付近である。具体的には、図２３（Ａ）に示すように、照射装置１５−１〜１５−４が、取り付け具３２ｆの犬３０の両肩付近に対応する位置に２つずつ異なる角度で設置される。例えば、図２３（Ａ）では、照射装置１５−１及び１５−２が、取り付け具３２ｆの犬３０の左肩付近の位置に異なる角度で設置され、照射装置１５−３及び１５−４が、取り付け具３２ｆの犬３０の右肩付近の位置に異なる角度で設置されている。
【００８０】
照射装置１５−１は、犬３０の進行方向に対して左方向に光を照射する位置に設置される。照射装置１５−２は、犬３０の進行方向に対して前方に光を照射する位置に設置される。照射装置１５−３は、犬３０の進行方向に対して右方向に光を照射する位置に設置される。照射装置１５−４は、犬３０の進行方向に対して前方に光を照射する位置に設置される。
【００８１】
次に、照射装置１５の第２の設置位置について説明する。
照射装置１５の第２の設置位置としては、犬３０の前足上腕部又は肩胛部等の犬３０の肩付近及び下胸の左右側面（胸骨の左右側面、人間で言う脇腹）である。具体的には、図２３（Ｂ）に示すように、照射装置１５−１及び１５−３が取り付け具３２ｆの犬３０の下胸の側面付近に対応する位置に設置され、照射装置１５−２及び１５−４が取り付け具３２ｆの犬３０の両肩付近に対応する位置に設置される。例えば、図２３（Ｂ）では、照射装置１５−１が、取り付け具３２ｆの犬３０の左側面付近の位置に設置され、照射装置１５−２が、取り付け具３２ｆの犬３０の左肩付近の位置に設置され、照射装置１５−３が、取り付け具３２ｆの犬３０の右側面付近の位置に設置され、照射装置１５−４が、取り付け具３２ｆの犬３０の右肩付近の位置に設置されている。
【００８２】
照射装置１５−１は、図２３（Ａ）と同様に、犬３０の進行方向に対して左方向に光を照射する位置に設置される。照射装置１５−２は、図２３（Ａ）と同様に、犬３０の進行方向に対して前方に光を照射する位置に設置される。照射装置１５−３は、図２３（Ａ）と同様に、犬３０の進行方向に対して右方向に光を照射する位置に設置される。照射装置１５−４は、図２３（Ａ）と同様に、犬３０の進行方向に対して前方に光を照射する位置に設置される。
以上のように、照射装置１５−１及び照射装置１５−３は、横方向（左右）照射用の照射装置であり、照射装置１５−２及び照射装置１５−４は、前方照射用の照射装置である。
【００８３】
図２４は、照射装置１５を取り付け具３２ｆに取り付けるための構造の一例を示す図である。
図２４に示すように、照射装置１５は、取り付け部材５１により取り付け具３２ｆに取り付けられる。取り付け部材５１は、軸受け部５２及び固定部５３を備える。照射装置１５と、軸受け部５２とは、接続部材５４を介して接続される。具体的には、接続部材５４の第１端部５４１が照射装置１５の一部に固定され、接続部材５４の第２端部５４２が軸受け部５２に固定されることによって、照射装置１５と、軸受け部５２とが接続される。第２端部５４２は、球体であり、照射装置１５の向きを自由に変更することができる。軸受け部５２は、照射装置１５の向きを変えるために第２端部５４２を可動に支持する。固定部５３は、例えばネジであり、第２端部５４２の位置を固定する。
上記のような構成により、照射装置１５は、取り付け具３２ｆに設置された後であっても、向きを自由に変更することができる。
【００８４】
図２５は、第７の実施形態におけるＬＥＤ光源モジュール１０ｆの機能構成を表す概略ブロック図である。ＬＥＤ光源モジュール１０ｆは、制御装置２０からの指示により、所定の大きさの輝度値の光を照射する。
ＬＥＤ光源モジュール１０ｆは、入力部１１、位置情報取得部１２、照射情報記憶部１３、制御部１４ｆ及び照射装置１５−１〜１５−ｏ（ｏは４以上の整数）を備える。本実施形態では、ｏが４の場合を例に説明する。なお、照射装置１５を除くＬＥＤ光源モジュール１０ｆが備える他の機能部は、取り付け具３２ｆの内部に備えられる。
ＬＥＤ光源モジュール１０ｆは、制御部１４に代えて制御部１４ｆを備える点でＬＥＤ光源モジュール１０と構成が異なる。ＬＥＤ光源モジュール１０ｆは、他の構成についてはＬＥＤ光源モジュール１０と同様である。そのため、ＬＥＤ光源モジュール１０ｆ全体の説明は省略し、制御部１４ｆについて説明する。
【００８５】
制御部１４ｆは、制御部１４と同様の動作を行う。また、制御部１４ｆは、入力された指示に応じて、指示された方向に光を照射する照射装置１５を制御して光を照射させる。例えば、犬３０の進行方向に対して左方向に光を照射する指示が制御装置２０を介してＬＥＤ光源モジュール１０ｆに入力された場合、制御部１４ｆは、入力された指示に応じて、犬３０の進行方向に対して左方向に光を照射する照射装置１５−１を制御して光を照射させる。
【００８６】
また、例えば、犬３０の進行方向に対して右方向に光を照射する指示が制御装置２０を介してＬＥＤ光源モジュール１０ｆに入力された場合、制御部１４ｆは、入力された指示に応じて、犬３０の進行方向に対して右方向に光を照射する照射装置１５−３を制御して光を照射させる。
また、例えば、犬３０の進行方向に対して前方に光を照射する指示が制御装置２０を介してＬＥＤ光源モジュール１０ｆに入力された場合、制御部１４ｆは、入力された指示に応じて、犬３０の進行方向に対して前方に光を照射する照射装置１５−２及び１５−４を制御して光を照射させる。
【００８７】
以上のように構成された第７の実施形態における行動誘導システム１００によれば、犬３０の頭で遮られない取り付け具３２ｆの位置に照射装置１５が設置されている。したがって、犬３０が光を追いかけて頭を動かした場合であっても犬３０を誘導することができる。
【００８８】
（変形例）
本実施形態では、一例として取り付け具３２ｆにおいて犬３０の両肩付近の位置に４台の照射装置１５を搭載する構成（図２３（Ａ））を示したが、取り付け具３２ｆにおいて犬３０の両肩付近の位置に５台以上の照射装置１５が搭載されてもよい。
本実施形態では、照射装置１５の向きを変えるために接続部材５４を用いたが、接続部材５４に代えてアクチュエーターが用いられてもよい。
犬３０の頭で遮られない位置を決定する方法として、次のような方法が行われてもよい。具体的には、行動誘導システム１００が、犬３０の興味を引く物の近く（例えば、上部や後方等）から犬３０を撮像する撮像装置を備え、撮像装置が撮像した画像を制御装置２０に送信する。制御装置２０は、撮像された画像から、犬３０が首をまっすぐ伸ばした状態又は少し下を向いた状態に該当する画像を検索する。そして、制御装置２０は、検索した画像において犬３０の頭を認識し、犬３０の頭を左右に動かした場合であっても照射装置が隠れない犬３０の部位を、犬３０の頭で遮られない位置、すなわち照射装置１５の設置候補位置として決定する。制御装置２０は、決定した照射装置１５の設置候補位置をユーザに提示する。そして、ユーザは、提示された照射装置１５の設置候補位置の中から目的の位置に照射装置１５を設置する。
【００８９】
（第８の実施形態）
第７の実施形態では、犬が光を捕まえようと低姿勢になった場合には、光が犬に近づいてしまい誘導できなくなる可能性がある。そこで、第８の実施形態では、このような問題を解消するための構成について説明する。具体的には、第８の実施形態では、低姿勢時においても遠くへ照射できる照射装置を追加し、犬の姿勢に合わせて照射する照射装置を自動で切り替える。
【００９０】
図２６は、第８の実施形態における取り付け具に取り付けるための構造の一例を示す図である。図２６（Ａ）は、取り付け具３２ｇを取り付けた犬３０を上方向から撮影した図である。図２６（Ｂ）は、取り付け具３２ｇを取り付けた犬３０を横方向から撮影した図である。
図２６において取り付け具３２ｇには、照射装置１５−１〜１５−４に加えて、さらに４つの照射装置１５−５〜１５−８及びＩＭＵセンサ５５が取り付けられる。照射装置１５−５〜１５−８は、第１の実施形態〜第６の実施形態に示したいずれかの照射装置であり、第１の実施形態〜第６の実施形態に示した照射装置のいずれが組み合わされていてもよいし、全て同じ照射装置であってもよい。
【００９１】
照射装置１５−５〜１５−８は、取り付け具３２ｇの犬３０の両肩付近に対応する位置に２つずつ異なる角度で設置される。例えば、図２６（Ａ）及び（Ｂ）では、照射装置１５−５及び１５−６が、取り付け具３２ｇの犬３０の左肩付近の位置に異なる角度で設置され、照射装置１５−７及び１５−８が、取り付け具３２ｇの犬３０の右肩付近の位置に異なる角度で設置されている。
【００９２】
例えば、照射装置１５−５及び１５−７の設置角度は図２に示す照射装置１５と同じ角度であり、照射装置１５−６及び１５−８の設置角度は、鉛直方向に対して照射装置１５−５及び１５−７よりも所定の角度だけ大きい。これにより、照射装置１５−６及び１５−８は、照射装置１５−５及び１５−７よりも遠い位置に光を照射することができる。所定の角度は、予め実験などにより得られる角度であり、例えば犬３０が低姿勢になった場合であっても、犬３０の位置より遠い位置に光を照射できる角度である。
【００９３】
なお、以下の説明では、照射装置１５−５及び１５−７を近距離照射用の照射装置として説明し、照射装置１５−６及び１５−８を遠距離照射用の照射装置として説明する。このように、第８の実施形態における取り付け具３２ｇには、近距離照射用の照射装置と、遠距離照射用の照射装置とが同一の方向に設置される。遠距離照射用の照射装置は、犬３０が低姿勢になった場合に用いられる照射装置である。また、照射装置１５−１〜１５−４が取り付け具３２ｇに設置されている場合、照射装置１５−５〜１５−８は照射装置１５−１〜１５−４よりも上方に設置される。
上記のように、取り付け具３２ｇは、犬３０の姿勢変化に対応した取り付け具である。
【００９４】
ＩＭＵセンサ５５は、ＩＭＵセンサ５５を身に着けている物体（例えば、犬）の姿勢を検知することができるセンサである。ＩＭＵセンサ５５は、３軸ジャイロセンサ、加速度計、磁力計を搭載し、重力ベクトルやオイラー角、四元数などの３Ｄ位置や姿勢データを取得する。ＩＭＵセンサ５５は、より精度よく犬３０の姿勢を検知するために犬３０の背中付近に設けられる。
【００９５】
図２７は、第８の実施形態におけるＬＥＤ光源モジュール１０ｇの機能構成を表す概略ブロック図である。ＬＥＤ光源モジュール１０ｇは、入力部１１、位置情報取得部１２、照射情報記憶部１３、制御部１４ｇ、照射装置１５−１〜１５−ｏ及びＩＭＵセンサ５５を備える。本実施形態では、ｏが４の場合を例に説明する。
ＬＥＤ光源モジュール１０ｇは、制御部１４ｆに代えて制御部１４ｇを備える点、ＩＭＵセンサ５５を新たに備える点でＬＥＤ光源モジュール１０ｆと構成が異なる。ＬＥＤ光源モジュール１０ｇは、他の構成についてはＬＥＤ光源モジュール１０ｆと同様である。そのため、ＬＥＤ光源モジュール１０ｇ全体の説明は省略し、ＩＭＵセンサ５５及び制御部１４ｇについて説明する。なお、ＩＭＵセンサ５５は、上記で説明したため説明を省略する。なお、照射装置１５を除くＬＥＤ光源モジュール１０ｇが備える他の機能部は、取り付け具３２ｇの内部に備えられる。
【００９６】
制御部１４ｇは、制御部１４ｆと同様の動作を行う。また、制御部１４ｇは、ＩＭＵセンサ５５によって取得された犬３０の姿勢データに基づいて犬３０の姿勢を判定して、犬３０の姿勢に応じた照射装置１５を制御して光を照射させる。
【００９７】
ここで、低姿勢時においても遠くへ照射できる照射装置１５の角度を決定する方法について説明する。まず、取り付け具３２ｇを犬３０に装着して以下の条件で実験を行った。
・光を照射する、えさを与える、飼い主と遊ぶなどして犬３０を動かす
・犬３０の動きを撮影した動画と、動画に対になった姿勢データを取得
・取り付け具３２ｇを装着してから外すまでを１セットとして、５セット分のデータを収集
上記の条件を行い、動画においてユーザが、光の照射元を近距離照射用の照射装置から遠距離照射用の照射装置に切り替えたいタイミングにラベル付けする。次に、ピッチ角で閾値判定した際に、最もラベルと重なる閾値を算出する。そして、閾値判定結果とラベルが最も一致した角度を算出する。
【００９８】
図２８は、低姿勢時においても遠くへ照射できる照射装置１５の角度を決定する方法の結果を示す図である。
図２８（Ａ）において、横軸は時間を表し、左縦軸は計測されたピッチ角を表し、右縦軸は閾値の判定結果を表す。なお、図２８（Ａ）において、符号６０で示される範囲はラベル付けされた範囲を表す。判定結果との重なりは、Ｆ値を用いて評価を行った。Ｆ値は、予測結果の評価尺度の一つであり、Ｆの値が１に近いほど良い予測であると判定される。ピッチ角の閾値を０度から４５度まで１度刻みで閾値を変化させたときのＦ値の結果を図２８（Ｂ）に示す。Ｆ値は、以下の式（４）に基づいて算出した。
【００９９】
【数４】
2019208496.tif 000006
【０１００】
図２８（Ｂ）において、横軸は閾値としたピッチ角を表し、縦軸はＦ値を表す。図２８（Ｂ）に示すように、閾値が１０度の時、Ｆ値が０．７５で最大となった。この結果から、光源である照射装置１５を切り替える閾値は１０度が適切であるとした。そこで、本実施形態では、照射装置１５を切り替える閾値を１０度として用いるが、この結果は一例であり、犬種によって異なる。そのため、犬種によって同様の実験を行い、照射装置１５を切り替える閾値を設定することが望ましい。
【０１０１】
図２９は、実験により得られた閾値をもとに、遠距離照射用の照射装置１５を取り付け具３２ｇに搭載した一例を示す図である。
図２９では、決定した閾値を１０度であるとする。この場合、遠距離照射用の照射装置１５は、近距離照射用の照射装置１５の角度よりも鉛直方向に１０度大きく傾けた位置へ照射できる位置に取り付けられる。このような構成により、図２９に示すように、近距離照射用の照射装置１５−５から照射された光１５１よりも遠距離照射用の照射装置１５−６から照射された光１５２のほうが犬３０の位置よりも遠い位置に照射される。
【０１０２】
図３０は、第８の実施形態におけるＬＥＤ光源モジュール１０ｇの処理の流れを示すフローチャートである。なお、図３０の説明では、制御装置２０から一度照射指示がなされた後に、別の照射指示が制御装置２０からなされないものとする。
入力部１１は、制御装置２０からの光の照射指示を入力する（ステップＳ１０１）。入力部１１は、入力した照射指示を制御部１４ｇに出力する。なお、照射指示には、光を照射する方向（例えば、左側又は右側）を指定する情報が含まれる。制御部１４ｇは、入力部１１から出力された照射指示に基づいて、近距離照射用の照射装置１５を制御して光を照射させる（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部１４ｇは、照射指示に左側を指定する情報が含まれている場合、犬３０の左側に設置されている照射装置１５のうち、近距離照射用の照射装置１５を制御して光を照射させる。図２６を例にすると、制御部１４ｇは、照射装置１５−５を制御して光を照射させる。照射装置１５−５は、制御部１４ｇの制御に従って、光を照射する。
【０１０３】
ＩＭＵセンサ５５は、姿勢データを取得する（ステップＳ１０３）。ＩＭＵセンサ５５は、取得した姿勢データを制御部１４ｇに出力する。制御部１４ｇは、ＩＭＵセンサ５５から出力された姿勢データに基づいて、犬３０の低姿勢の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０４）。犬３０の低姿勢の条件とは、犬３０の姿勢が低姿勢になったと判定するための条件である。犬３０の低姿勢の条件を満たす場合とは、例えば姿勢データが予め定められた姿勢データよりも低い場合である。すなわち、制御部１４ｇは、ＩＭＵセンサ５５から出力された姿勢データが予め定められた姿勢データよりも低い場合に、犬３０の低姿勢の条件を満たすと判定する。一方、制御部１４ｇは、ＩＭＵセンサ５５から出力された姿勢データが予め定められた姿勢データよりも高い場合に、犬３０の低姿勢の条件を満たさないと判定する。
【０１０４】
犬３０の低姿勢の条件を満たさない場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、制御部１４ｇは近距離照射用の照射装置１５からの照射を継続させる。すなわち、制御部１４ｇは、近距離照射用の照射装置１５に対して照射の終了指示を行わない。
一方、犬３０の低姿勢の条件を満たす場合（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、制御部１４ｇは近距離照射用の照射装置１５から遠距離照射用の照射装置１５に切り替えて光を照射させる（ステップＳ１０５）。具体的には、まず制御部１４ｇは、近距離照射用の照射装置１５を制御して光の照射を終了させる。次に、制御部１４ｇは、遠距離照射用の照射装置１５を制御して光を照射させる。なお、ここでは、光を照射する方向を変更する指示が入力されていないため、制御部１４ｇはステップＳ１０２の処理で選択した方向の遠距離照射用の照射装置１５を制御して光を照射させる。図２６を例にすると、制御部１４ｇは、照射装置１５−５を制御して光の照射を終了させ、照射装置１５−６を制御して光を照射させる。照射装置１５−６は、制御部１４ｇの制御に従って、光を照射する。
【０１０５】
ＩＭＵセンサ５５は、姿勢データを取得する（ステップＳ１０７）。ＩＭＵセンサ５５は、取得した姿勢データを制御部１４ｇに出力する。制御部１４ｇは、ＩＭＵセンサ５５から出力された姿勢データに基づいて、犬３０の低姿勢の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０８）。犬３０の低姿勢の条件を満たす場合（ステップＳ１０８−ＹＥＳ）、既に遠距離照射用の照射装置１５で光の照射が行われているため、制御部１４ｇは遠距離照射用の照射装置１５からの照射を継続させる。すなわち、制御部１４ｇは、遠距離照射用の照射装置１５に対して照射の終了指示を行わない。
【０１０６】
その後、制御部１４ｇは、光の照射終了の指示がなされたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。光の照射終了の指示がなされた場合（ステップＳ１１０−ＹＥＳ）、制御部１４ｇは光の照射終了の指示を受け付けた時点で光を照射している照射装置１５を制御して光の照射を終了させる。
一方、光の照射終了の指示がなされていない場合（ステップＳ１１０−ＮＯ）、ＬＥＤ光源モジュール１０ｇはステップＳ１０７以降の処理を繰り返し実行する。
【０１０７】
ステップＳ１０８の処理において、犬３０の低姿勢の条件を満たさない場合（ステップＳ１０８−ＮＯ）、制御部１４ｇは遠距離照射用の照射装置１５から近距離照射用の照射装置１５に切り替えて光を照射させる（ステップＳ１１１）。具体的には、まず制御部１４ｇは、遠距離照射用の照射装置１５を制御して光の照射を終了させる。次に、制御部１４ｇは、近距離照射用の照射装置１５を制御して光を照射させる。なお、ここでは、光を照射する方向を変更する指示が入力されていないため、制御部１４ｇはステップＳ１０２の処理で選択した方向の近距離照射用の照射装置１５を制御して光を照射させる。図２６を例にすると、制御部１４ｇは、照射装置１５−６を制御して光の照射を終了させ、照射装置１５−５を制御して光を照射させる。照射装置１５−５は、制御部１４ｇの制御に従って、光を照射する。その後、ＬＥＤ光源モジュール１０ｇはステップＳ１０３以降の処理を繰り返し実行する。
【０１０８】
次に、犬３０の姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇの効果について検証した結果を説明する。
図３１及び図３２は、犬３０の姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇの効果についての検証結果を説明するための図である。
検証では、姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇと、姿勢変化に対応していない取り付け具３２のそれぞれを犬３０に装着して、３方向（前方向、左方向、右方向）への誘導を行って比較した。より具体的には、３方向に５回ずつランダムな順序で照射装置１５から光を照射し、姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇ（８光源）と、姿勢変化に対応していない取り付け具３２（３光源）を用いてそれぞれ２巡ずつ行った。ここで、姿勢変化に対応していない取り付け具３２とは、図２に示すような照射装置１５を３つ（犬３０の胸及び両肩）取り付けた取り付け具３２である。
【０１０９】
上記の検証の結果、図３１に示すように、姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇでは、９７．６％の割合で誘導に成功しており、姿勢変化に対応していない取り付け具３２に比べて成功確率が２．４％も上昇している。図３１に示す結果から、姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇにおいても３方向への誘導が可能であることがわかる。
【０１１０】
評価については、犬３０の移動方向を８方向から判定し、姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇを用いた場合と、姿勢変化に対応していない取り付け具３２を用いた場合とで成功率と、判定された方向の分布で比較した。評価結果は、図３２に示す通りである。なお、図３２において、増設光源不使用は、姿勢変化に対応していない取り付け具３２を用いた時の結果であり、増設光源使用は、姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇを用いた時の結果である。
【０１１１】
図３２に示す表から、姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇを装着している犬３０に左を指示した際には、後ろ方向へ移動したと判定された数が、増設光源不使用に比べて４．３％減った。また、姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇを装着している犬３０に右を指示した際には右後ろへの判定が、増設光源不使用に比べて５．７％減り、右前への判定が増設光源不使用に比べて１２．９％増えた。
【０１１２】
また、正面方向を指示した場合の移動量として歩数で比較したところ、姿勢変化に対応していない取り付け具３２を用いた場合では１．８±０．６歩、姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇを用いた場合では２．５±０．５歩であり、片側ｔ検定で有意差が確認された。このことから、犬３０の姿勢変化に対応した取り付け具３２ｇには、より望ましい方向へ移動させる効果があると言える。
【０１１３】
以上のように構成されたＬＥＤ光源モジュール１０ｇによれば、第７の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、ＬＥＤ光源モジュール１０ｇによれば、犬３０の姿勢に応じて光を照射する照射装置１５を切り替えることができる。これにより、犬３０の姿勢が低姿勢の場合には、犬３０の位置より遠い位置に光を照射する照射装置１５から光を照射させることができる。これにより、犬の姿勢が変化した場合であっても精度よく犬３０を誘導することが可能になる。
【０１１４】
（変形例）
第８の実施形態は、第７の実施形態と同様に変形されてもよい。
取り付け具３２ｇには、照射装置として照射装置１５−１〜１５−４が設置されず、照射装置１５−５〜１５−８のみが設置されるように構成されてもよい。すなわち、取り付け具３２ｇには、近距離照射用の照射装置１５及び遠距離照射用の照射装置１５のみが設置されるように構成されてもよい。
【０１１５】
（第９の実施形態）
第９の実施形態では、犬に対して、照射装置から照射された光の探索を開始させる、及び、終了させるためのトリガーを加えた構成について説明する。なお、ＬＥＤ光源モジュール及び制御装置については、第１の実施形態〜第８の実施形態のいずれかと同じ構成である。
第９の実施形態において照射装置１５から照射された光の探索を開始させる、及び、光の探索を終了させるためのトリガーとして、スピーカーのような音出力装置で出力する特定の音が挙げられる。スピーカーは、取り付け具３２，３２ｆ，３２ｇ内又は外に搭載される。また、スピーカーは、制御装置２０の制御に従って音の出力の開始又は停止する。音出力装置と、制御装置２０とは、無線又は有線により通信可能に接続される。音出力装置は、犬３０に対して動作を指示するトリガーとなる音を出力する。制御装置２０は、ユーザの指示に応じて音出力装置を制御して、犬３０に対して動作を指示するトリガーとなる音を出力させる。
【０１１６】
上記のような光の探索の開始及び終了の動作を犬３０に実行させるために、犬３０に対して事前に以下のような訓練を行う。
・照射装置１５から照射された光の探索を開始させるためのトリガーとなる第１の音（例えば、人が犬３０の名前を呼ぶ等した音声）を犬３０に学習させる。
・照射装置１５から照射された光の探索を終了させるためのトリガーとなる第２の音（例えば、クリッカー音）を犬３０に学習させる。
【０１１７】
実際に犬３０を誘導する際には、ユーザが制御装置２０を制御して、音出力装置から第１の音を出力させる。これにより、犬３０は、光の探索を開始する。その後、ユーザが制御装置２０を制御して照射装置１５に対して指示することで、犬３０を誘導したい方向に光を照射させて犬３０を誘導する。そして、犬３０の誘導を終了する際には、ユーザが制御装置２０を制御して、音出力装置から第２の音を出力させる。これにより、犬３０は、光の探索を終了する。
【０１１８】
ここで、第２の音の使い方について補足する。犬３０の訓練として、望み通りのこと（例えば、第１の音を聞いて光を追う動作）が出来たときに第２の音を聞かせる。その結果、犬３０は、第２の音（クリッカー音）＝良く出来たと褒められていることを学習する。このようにすることで犬３０は、自分のやったことが褒められていることが分かって、第１の音を聞いたときに継続して光を追う動作を行うようになる。
【０１１９】
以上のように構成された第９の実施形態によれば、犬に光の探索を開始させるタイミングと、光の探索を終了させるタイミングとを制御することができる。これにより、効率的に犬３０を誘導させることが可能になる。
【０１２０】
（変形例）
音出力装置は、ＬＥＤ光源モジュール１０，１０ｆ，１０ｇからの制御に応じて、犬３０に対して動作を指示するトリガーとなる音を出力するように構成されてもよい。このように構成される場合、ＬＥＤ光源モジュール１０，１０ｆ，１０ｇは、音出力装置に対して音を出力させるように指示させる通知を制御装置２０から受信すると、音を出力させるように音出力装置に対して指示する。
【０１２１】
（第１の実施形態から第９の実施形態に共通する変形例）
ＬＥＤ光源モジュール１０，１０ｆ，１０ｇが備える照射装置１５の一部は、レーザ光を照射する照射装置であってもよい。
【０１２２】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１２３】
１０、１０ｆ、１０ｇ…ＬＥＤ光源モジュール，  ２０…制御装置，  １１…入力部，  １２…位置情報取得部，  １３…照射情報記憶部，  １４、１４ｆ、１４ｇ…制御部，  １５−１〜１５−ｎ、１５−１〜１５−ｏ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ…照射装置，  ２１…指示入力部，  ２２…制御部，  ２３…出力部，  ５１…取り付け部材，  ５２…軸受け部，  ５３…固定部，  ５４…接続部材，  ５４１…第１端部，  ５４２…第２端部，  ５５…ＩＭＵセンサ，  １５１…筒，  １５２…ＬＥＤ，  １５３…レンズ，  １５４…ヒートシンク，  １５５…リフレクタ，  １５６…鏡，  １５７…パラボラアンテナ，  １５８…鏡，  １５９…光ファイバ，  １６０−１，１６０−２…レンズ，  １６１…鏡
【図１】
2019208496.tif 000007
【図２】
2019208496.tif 000008
【図３】
2019208496.tif 000009
【図４】
2019208496.tif 000010
【図５】
2019208496.tif 000011
【図６】
2019208496.tif 000012
【図７】
2019208496.tif 000013
【図８】
2019208496.tif 000014
【図９】
2019208496.tif 000015
【図１０】
2019208496.tif 000016
【図１１】
2019208496.tif 000017
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2019208496.tif 000020
【図１５】
2019208496.tif 000021
【図１６】
2019208496.tif 000022
【図１７】
2019208496.tif 000023
【図１８】
2019208496.tif 000024
【図１９】
2019208496.tif 000025
【図２０】
2019208496.tif 000026
【図２１】
2019208496.tif 000027
【図２２】
2019208496.tif 000028
【図２３】
2019208496.tif 000029
【図２４】
2019208496.tif 000030
【図２５】
2019208496.tif 000031
【図２６】
2019208496.tif 000032
【図２７】
2019208496.tif 000033
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2019208496.tif 000036
【図３１】
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【図３２】
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