(57)【要約】【課題】案内経路に複数個のスピーカを相順に周期的に配置した信号配線を使う音響誘導装置で、１本の信号配線に、進行速度が異なる２個以上の信号音発生の波動を用いて、１個の波動よりも効率的に案内を行うよう改良する。【解決手段】一定速度の前進波と後退波を用いて、波動を区別するために信号音の鳥の声を変えた二つの波動を使用すれば、一本の信号配線で、上りと下りの道案内が可能になる。  また、本発明のシステムでは、波動速度ｕと鳥の声の種類を定めると、システムの制御器で一次式を使って計算した相番号ｐに信号音を供給することにより、波動速度ｕの波動を作ることができる。二つの波動速度ｕ１とｕ2を定めて、速い波動速度と遅い波動速度の信号波動を作り、速度の異なる歩行者を対象にした案内誘導に使用できる。【選択図】図１
2015014852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３以上の相数ｎの信号を通す電線からなる信号配線と、信号音の電流を発
生する音源と、音源からの信号音電流を各相の電線に繰り返して送りこむ分配器と誘導、
警告、交通制御、に必要な信号情報に応じて信号音を制御する制御装置を備え、信号配線
の各相の電線に複数個のスピーカを配線に沿って配置し、信号配線上のスピーカが信号音
を発生する位置が波動的に進行する音響信号システムにおいて、一本の信号配線に信号音
の種類と波動速度の異なる複数個の波動を用いることを特徴とする音響誘導システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は視覚障害等の歩行者が道路や交差点等を歩くとき、聴覚により安全に誘導するシ
ステムの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の先行技術として、先に出願した音響誘導装置（特許文献１）は、任意の始点か
ら終点まで続く誘導経路を設定し、あたかも小鳥が経路に沿って飛びながら歩行者を先導
するように鳴いて案内するシステムを提供する。そのために、この経路に複数個のスピー
カをほぼ一定間隔に設置し、小鳥が経路に沿って飛びながら鳴いて歩行者を誘導する信号
音を繰返し発生して、歩行範囲の全体の経路と方向、危険場所と歩行者の位置関係を知ら
せるシステムを提供する。あたかも小鳥が飛びながら鳴いて誘導するシステムを作るため
には、経路の始点から終点まで全体に信号の波動を形成する。本発明は、このシステムに
おいて、速度の異なる複数個の信号の波動を形成することにより効率的な利用を可能にす
るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２０１１−３０７９９
【特許文献２】特願２０１２−２１２７４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のシステムでは、案内する経路の始点から終点までに複数個のスピーカを相の
順に周期的に配置した信号配線を設置し、誘導のための音響は、異なる位置に設置したス
ピーカから相の順に発生することを繰り返すことにより音響の発生点が周期的に移動して、
各スピーカから発生する音響の発生点が波動のごとく進むことを繰り返し、進行経路を案
内するものである。本発明では、１本の信号配線に、進行速度が異なる２個以上の波動を
用いることにより、１個の波動よりも効率的に案内を行う改良を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１本の信号配線に２個の波動を使う例として、一定速度ｖの前進波と同じ速度の後退波を
用れば、ｖと−ｖの二つの速度の波動を用いることになる。波動を区別するために鳴き声
を変える。誘導のための音響として、「ピーピー」と「クークー」と鳴く小鳥の声を二つの
波動に使用すれば、上りは「ピーピー」と鳴く小鳥、下りは「クークー」と鳴く小鳥につ
いて行くことにより、一本の信号配線で、上りと下りの道案内が可能になり、一つの波動
だけを使うより効率が向上する。二つの波動の速度を自由に変えることもできる。
【発明の効果】
【０００６】
形成された音声信号の波動は歩行者の進行速度に近い速度の波動のものが聞きやすく、小
鳥の声の種類が異なるので、両者を聞き分けることができる。１本の信号配線に、上りと
下りの案内信号を乗せた場合は、歩行者は自分の行きたい方向の鳥の声について行けばよ
い。鳥の声が少し早めの時は、歩行者を追い越して前方に離れても、すぐ後から次の波頭
に乗った鳥の声が来て案内するので、道筋を見失うことはない。その時、もう一方の種類
の鳥の声は、前方から来てすれ違って後方に進むので、前方に進む歩行者の案内を妨害す
ることは少ない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は本発明の音響誘導システムの信号分配図である。
【図２】図２は特許文献１音響誘導システムの中の図５の信号分配図である。
【図３】図３は本発明の音響誘導システムの回路のブロック図である。
【図４】図４は実施例１の信号配線の設置図である。
【図５】図５は実施例２の信号分配図である。
【図６】図６は実施例２において遅い方の歩行者が聞く信号音を説明する信号分配図である。
【図７】図７は実施例２において速い方の歩行者が聞く信号音を説明する信号分配図である。
【実施例１】
【０００８】
図１は本発明の音響誘導システムの信号分配図である。図２は先行技術の特許文献１
の中にある信号分配図である。図２は白丸で示す前進波だけが示されているのに対して
図１は灰色に塗った丸印の後退波が追加されている。両図では横軸にスピーカの位置を
原点からの距離で表し、ｄ＝１ｍごとにスピーカが設置してある。縦軸は時間を表す。
図２の白丸は前進波の信号波動で、距離ｘの位置のスピーカを鳴らす時間ｋを示す。
c＝０．５ｓはクロックパルスの周期で、ｋは制御器のクロックパルスの番号である。
スピーカの設置間隔ｄと周期から、音響信号の進行波速度ｖはｖ＝ｄ／ｃ＝２ｍ／ｓ と
なる。細い実線で結んだ白丸は一つの波を表し、各々の丸印の位置で、小鳥が「ピーピ
ー」と鳴くとその位置は時間と共に変化するので、小鳥が飛ぶように聞こえる。細い実
線で結んだ白丸の列は複数個が繰り返して配置されていて、全体として進行波の波動
を形成している。細い実線の勾配は速度の逆数である。
図１の灰色の丸印の後退波は、細い実線で結んだ灰色の丸印の列の複数個が繰り返し
て配置されていて、細い実線の勾配がマイナスであるから、全体として後退波の波動を
形成している。「歩行者の軌跡」と書いた破線は、歩行者が１ｍ／ｓの速度でｘ＝０ｍか
らｘ＝１０ｍまで歩いた軌跡を示す。このように歩くと、歩行者は自分の進む方向に小鳥
が飛びながら鳴き、小鳥は次々と来て追い越して行く声を聞く。その後をついて行くと信
号配線の経路に沿って進むことができる。経路の長さが数十ｍ以上もある場合でも案内が
できる。
図１では、前進波と同時に後退波の信号音をも聞くことになるが、これは声の違う小鳥
が前方から来て、すれ違って後方に進んで行くように聞こえるので、案内効果への妨害は
少ない。
【０００９】
図３は本発明のシステムの回路のブロック図を示す。この図は特許文献１の図１と同じ
ものである。本発明は特許文献１の回路とほぼ同じ回路を使用することができる。音源１
は音源の電圧波形を発生する。本実施例では、２種類の声を使用するので、２種類の電圧
波形を用意する必要がある。この信号を各相に分配し、増幅器３が増幅する。信号配線４
は、この例では相数ｎ＝４で、４本の電線に、Ａ，Ｂ，・・・のスピーカが、相順に間隔ｄ
ずつずらして配置して繰り返されていて、信号電流を相順に受けると、Ａ，Ｂ，・・・の順
に位置のずれたスピーカが信号音を発生し、繰り返しがあるので波動となる。制御器６は
回路全体を制御するコンピュータである。図１の信号分配図に示す信号音の波動を形成す
るためには、どの時間にどのスピーカを鳴らすかを制御する制御信号を制御器から分配器
に送る。時間の経過とともにコンピュータのクロック信号が  ｋ＝０, １，２，３，４，５，
６  と発せられると、前進波の信号音を鳴らす相の番号ｐは、図１の場合には、ｐ＝４，
１，２，３，４，１，２となる。信号を入れる相番号ｐは  ｐ＝｛ｋ−１  （ｍｏｄ ｎ）｝
＋１  の式で与えられる。ｍｏｄは相数ｎで割った剰余を表し、ｐは相順に １，２，３，
４を繰り返す。同時に、後退波の信号音を鳴らす相の番号ｐは  ｐ＝｛２−ｋ  （ｍｏｄ ｎ）｝
＋１  とする。相の番号はｐ＝３，２，１，４，３，２，１となり。ｐは １，２，３，４
を逆順にして繰り返す。このようにコンピュータプログラムを設定すれば、案内信号を発
生することができる。
図１では前進波と後退波が同じ瞬間にスピーカを鳴らすことがないようになっているが、
番号ｐをずらして、同じ瞬間に鳴るようになっている場合でも、実際上、問題は起きない。
【００１０】
図４は、この音響誘導システムを横断歩道に設置した平面図である。１個の信号配線
４を設置し、黒丸はスピーカを表す。図の右から左に渡る人を誘導するために、「ピーピ
ー」と鳴く鳥の声の波動を鳴らし、逆向きに渡る人のために「クークー」と鳴く鳥の声
の波動を鳴らすので、一本の信号配線で、両方向の案内をすることができる。
特許文献１の実施例３に述べたように、信号音の進行方向に向かって信号配線経路の右
側が安全通行地帯であるとの規則を作れば、この規則によって歩くと、信号配線のすぐ右
側を信号音の誘導方向に歩けばよいことになる。この横断歩道では右側通行をすることに
なる。
案内の経路が非常に長い時は、途中で立ち止まった時、鳥の声の違いを忘れると、上り
と下りの方向を間違える勘違いが起きる恐れがあるが、中央の信号配線を越えなければ方
向の勘違いは減少する。このほかに行き先の音声案内を併用して間違いを防ぐ。
図４で、横断歩道の両岸の近くでスピーカの間隔が小さいのは、波動速度を小さくし
て、岸が近いことを知らせるためである。
【実施例２】
【００１１】
例えば、エスカレータと階段が並んでいる時や、動く歩道と動かない廊下が並んでいる
所では、速い速度の歩行者と遅い速度の歩行者がいるので、それに進行速度を合わせて、
２種類の信号音の波動が必要となる。
一例として、速い歩行者の速度を２ｍ/ｓ、遅い歩行者の速度を１ｍ/ｓと仮定する。速
い歩行者を案内する信号音を「ピヨピヨ」とし、小鳥の飛行速度、すなわち、波動速度を
ｕ１＝８/３(ｍ/ｓ)、遅い歩行者を案内する信号音を「カッコー」とし、その波動速度を
ｕ２＝４/３(ｍ/ｓ)とする。飛行速度とは信号音を小鳥の鳴き声になぞらえて、声の発生
点が移動する速度である。ｕ１，ｕ２の値は適当に選んだもので、ここでは、歩行速度の
約１．３倍とした。
【００１２】
本発明の音響誘導システムにおいては、相の数ｎとスピーカ間隔ｄとクロック周期ｃを定
め、波動速度ｕと基本波形（鳥の声の種類）を定めると、次のように一つの信号音の波動
が定まる。これを４段階に分けて説明する。
（１）スピーカの相番号ｐ
ｎ相の信号配線において、ｎ本の線に０から始まる相番号ｐを付けて
ｐ＝１，２，・・・，ｎ−１  （式１）  とする。相番号ｐの位置ｘは
ｘ＝ｐｄ  （式２）となる。スピーカの配置は周期的に繰り返すので、ｐ＝ｎ  は
ｐ＝０  と同相である。  Ｄ＝ｎｄ  （式３）  が波動のｘ方向の周期で、波長である。
（２）クロック番号ｋ
システムが動作するクロック番号ｋは０から始まり、
ｋ＝１，２，・・・，Ｋ−１  （式４）  とする。番号Ｋは１周期目の番号で
、ｋ＝Ｋ  の後は同じ動作を周期的に繰り返す。未知数Ｋは後に出てくる（式１３）で
求められる。
動作時間ｔは、クロック周期ｃを使って  ｔ＝ｋｃ  （式５）  となる。
波動の周期Ｔ，ｔ方向の周期Ｔは、Ｔ＝Ｋｃ  （式６）  である。
実施例１の場合の波動速度ｖは  ｖ＝ｄ／ｃであり、Ｋ＝ｎであった。
（３）直線の方程式
小鳥が直線上を速度ｕで飛ぶと、直線の方程式は  ｘ＝ｕｔ＋ｘ0  （式７）  である。
ｘ0  はｔ＝０の時のｘの初期位置である。
式７に式２と式５を代入すると  ｐｄ＝ｕｋｃ＋ｘ0  （式８）  となる。この式をｄで
割ると  ｐ＝ｕｋｃ／ｄ＋ｑ  （式９）  となる。ここでｑはｔ＝０の時のｐの初期値で
ｑ＝ｘ0／ｄ  （式１０）である。ｑは１〜ｎ−１の中から選ぶ一つの整数である。
（式９）において、ｐは整数でなければならないので、分数式  ｕｋｃ／ｄ  が割り切れ
ない時は、四捨五入などにより端数を処理するものとする。（式９）は近似式となり、これ
にｄを掛けると、  ｘ≒ｕｃｋ＋ｘ0  （式１１）  となる。（式１１）は縦軸ｋ、横軸ｘ
の信号分配図の中で小鳥の飛ぶ軌跡（信号音の発生点の軌跡）を表す直線の方程式である。
システムの制御器は（式９）により相番号ｐを計算して、信号音を分配器に供給して信号
波動を作ることができる。
（４）波動の周期Ｔ
相番号ｐが初期値ｑから始まって増加し、一周すると、ｐ＝ｎ＋ｑ  （式１２）とな
る。これが周期の条件である。（式１２）を（式９）に入れると  ｎ＝ｕｋｃ／ｄ  となる。
この式にあてはまるｋが１周期目の番号Ｋで    Ｋ＝ｎｄ／ｕｃ    （式１３）  である。
これを（式６）に入れると、周期Ｔは、Ｔ＝Ｋｃ＝ｎｄ／ｕ＝Ｄ／ｕ  （式１４）となる。
【００１３】
図５は実施例２の信号分配図で、「ピヨピヨ」の信号の波動速度をｕ１＝８/３(ｍ/ｓ)と
し、小鳥の軌跡の（式１１）の方程式の直線を細線で示し、近似式で求めた信号を送出す
る座標の（ｘ，ｋ）の点を□印で表した。この時  ｘ0＝２  とした。またｋ＝１の時およ
び周期性に同等のｋ＝４などでは、四捨五入でなく切り捨てと切り上げの両方のｐ＝１と
ｐ＝２の２つの点に信号を送出する□印を記した。この２つの点の信号出力を１／２ずつ
にすれば、両方の出力の重心はｐ＝１．５になり、更に高精度になる。
また、「カッコー」の信号の波動速度をｕ２＝４/３(ｍ/ｓ)とし、小鳥の軌跡の（式１１）
の方程式の直線を細線で示し、近似式で求めた信号を送出する座標の（ｘ，ｋ）の点を
○印で表した。この時  ｘ0＝１  とした。
【００１４】
図５は一見、複雑に見えるが、横方向には波長Ｄ＝４（ｍ）の周期性がある。縦方向は
（式１３）より、□印には周期Ｋ1＝Ｄ／ｕ1ｃ＝３の周期性があり、○印には周期
Ｋ1＝Ｄ／ｕ２ｃ＝６の周期性がある。したがって、この信号分配図は  ｘ＝０〜３、
ｋ＝０〜５  の範囲の基本パタンを縦横に繰返してできている。
原点を通る二本の破線は、速い歩行者と遅い歩行者の歩く軌跡である。
【００１５】
図６は上記の信号分配図において速い方の歩行者が聞く信号音を説明する信号分配図で
ある。歩行者から遠い所の信号音は聞こえないと仮定して、歩行者の軌跡の破線の前後
３．５ｍ以内の信号音が聞こえるとして、その範囲を鎖線で囲み、範囲内の信号音の細い
線を太い矢線で示した。図の範囲では「ピヨピヨ」の矢線が３本、「カッコー」の矢線が２
本あり、「ピヨピヨ」の信号音は歩行者より速いので、歩行者をゆっくり追い越して行き、
「カッコー」の信号音は遅いので、歩行者に追い越されるように聞こえることがわかる。
【００１６】
図７は遅い方の歩行者が聞く信号音を説明する図で、遅い歩行者の軌跡の前後
３．５ｍ以内の範囲を鎖線で囲むと、図の範囲では「ピヨピヨ」の矢線が５本、「カッコー」
の矢線が２本ある。「ピヨピヨ」の信号音は歩行者よりずっと速いので、歩行者を素早く追
い越して行き、「カッコー」の信号音はあまり早くないので、歩行者をゆっくり追い越すよ
うに聞こえることがわかる。ゆっくり追い越す鳥の声について行けば、うまく誘導がなさ
れる。
【符号の説明】
【００１７】
１  音源：信号音電気波形の発生源である。
２  分配器
３  増幅器
４  信号配線。これはｎ相信号を通すｎ本の電線と共通線を束ねたものである。
５  共通線
６  制御器
７  A  〜  H  の各相のスピーカ
８  制御パッケージ。これは１，２，３，６をパッケージに入れたものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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