(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザにナビゲーション支援を提供するための方法及びシステムを提供する。【解決手段】位置決定ロジック１３５は、一つ以上のセンサによって集められた情報から又は非一時的電子メモリ１３０に保存された情報からユーザの位置を決定するように構成される。フィードバック決定ロジック１３７は、触覚フィードバック及び／又は可聴フィードバックをいつどのようにユーザに提供するかを決定するように構成される。フィードバック決定ロジック１３７は、ユーザにフィードバックを送信すべく、触覚フィードバック装置１５０及び採用任意の可聴フィードバック装置１７０に信号を送る。【選択図】図１
2015057700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザにナビゲーション支援を提供するための方法であって、
環境を通したナビゲーションのために経路の少なくとも一部に沿って少なくとも一つの仮想壁を画定するステップであって、該少なくとも一つの仮想壁がオフセット距離だけ前記経路からオフセットしている、ステップと、
前記ユーザの位置を決定するステップと、
前記ユーザの位置が前記少なくとも一つの仮想壁の閾値距離内であると、プロセッサによって自動的に前記ユーザに触覚フィードバックを提供するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記閾値距離がゼロである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記経路が中心線を含み、前記少なくとも一つの仮想壁が第１仮想壁及び第２仮想壁を含み、該第１仮想壁及び第２仮想壁が前記中心線からオフセットしている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
さらに、
前記経路に沿って危険因子を検出するステップと、
前記危険因子が検出されると、触覚フィードバックを提供するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ユーザの位置が該ユーザの手の位置又は杖の位置に基づいて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ユーザにナビゲーション支援を提供するためのシステムであって、
一組の機械可読命令を保存する非一時的電子メモリと、前記機械可読命令を実行するためのプロセッサとを具備する電子制御ユニットと、
前記電子制御ユニットに通信可能に結合された触覚フィードバック装置と
を具備し、
前記機械可読命令が前記プロセッサによって実行されると、該機械可読命令によって、当該システムが、
環境を通したナビゲーションのために経路の少なくとも一部に沿って、オフセット距離だけ前記経路からオフセットしている少なくとも一つの仮想壁を画定し、
前記ユーザの位置を決定し、
前記ユーザの位置が前記少なくとも一つの仮想壁の閾値距離内であると、前記ユーザに前記触覚フィードバック装置で触覚フィードバックを提供する、システム。
【請求項７】
前記閾値距離がゼロである、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記経路が中心線を含み、前記少なくとも一つの仮想壁が第１仮想壁及び第２仮想壁を含み、該第１仮想壁及び第２仮想壁が前記中心線からオフセットしている、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記機械可読命令が前記プロセッサによって実行されると、該機械可読命令によって、当該システムが、
前記経路に沿って危険因子を検出し、
前記危険因子が検出されると、触覚フィードバックを提供する、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
さらに、前記電子制御ユニットに通信可能に結合された可聴フィードバック装置を具備し、
前記機械可読命令が前記プロセッサによって実行されると、該機械可読命令によって、当該システムが、前記ユーザの位置が前記少なくとも一つの仮想壁の閾値距離内であると、前記可聴フィードバック装置で前記ユーザに可聴フィードバックを提供する、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
ユーザにナビゲーション支援を提供するための方法であって、
環境を通したナビゲーションのために経路の少なくとも一部に沿って少なくとも一つの仮想壁を画定するステップであって、該少なくとも一つの仮想壁がオフセット距離だけ前記経路からオフセットしている、ステップと、
前記ユーザの位置を決定するステップと、
前記ユーザの位置が前記少なくとも一つの仮想壁の閾値距離内であると、プロセッサによって自動的に前記ユーザに可聴フィードバックを提供するステップと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記閾値距離がゼロである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記経路が中心線を含み、前記少なくとも一つの仮想壁が第１仮想壁及び第２仮想壁を含み、該第１仮想壁及び第２仮想壁が前記中心線からオフセットしている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、
前記経路に沿って危険因子を検出するステップと、
前記危険因子が検出されると、可聴フィードバックを提供するステップと
を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、
前記仮想壁からの前記ユーザの距離を決定するステップと、
前記ユーザに可聴フィードバックを提供するステップであって、該可聴フィードバックが前記仮想壁からの前記ユーザの距離を示す、ステップと
を含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、概してユーザにナビゲーション支援を提供するための方法及びシステムに関し、より具体的には、仮想壁を示す触覚フィードバック又は可聴フィードバックに基づいてユーザにナビゲーション支援を提供するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
盲人及び視覚障害者はナビゲーション補助として壁のような物理的な構造物を使用することが多い。しかしながら、これら構造物が存在しない開いた空間（ユーザが彼若しくは彼女自身又は道具で周囲のあらゆる構造物を触ることができない空間）（例えばフィールド）では、従来の方法を使用したナビゲーションは非常に困難となりうる。このため、物理的なナビゲーション補助が存在しない斯かる開いた空間において、ユーザにナビゲーション支援を提供することが望ましい。
【０００３】
したがって、盲目又は視覚障害のユーザにナビゲーション支援を提供するための代替的な方法及びシステムについての要求が存在する。
【発明の概要】
【０００４】
一つの実施形態では、ユーザにナビゲーション支援を提供するための方法が、環境を通したナビゲーションのために、経路の少なくとも一部に沿って少なくとも一つの仮想壁を画定するステップを含む。少なくとも一つの仮想壁はオフセット距離だけ経路からオフセットしている。本方法は、さらに、ユーザの位置を決定するステップと、ユーザの位置が少なくとも一つの仮想壁の閾値距離内であると、プロセッサによって自動的にユーザに触覚フィードバックを提供するステップとを含む。
【０００５】
別の実施形態では、ユーザにナビゲーション支援を提供するためのシステムが電子制御ユニットを含む。電子制御ユニットは、一組の機械可読命令を保存する非一時的電子メモリと、機械可読命令を実行するためのプロセッサとを含む。システムは、さらに、電子制御ユニットに通信可能に結合された触覚フィードバック装置を含む。機械可読命令がプロセッサによって実行されると、システムは、環境を通したナビゲーションのために、経路の少なくとも一部に沿って少なくとも一つの仮想壁を画定する。少なくとも一つの仮想壁はオフセット距離だけ経路からオフセットしている。機械可読命令がプロセッサによって実行されると、システムは、さらに、ユーザの位置を決定し、ユーザの位置が少なくとも一つの仮想壁の閾値距離内であると、ユーザに触覚フィードバック装置で触覚フィードバックを提供する。
【０００６】
更に別の実施形態では、ユーザにナビゲーション支援を提供するための方法が、環境を通したナビゲーションのために、経路の少なくとも一部に沿って少なくとも一つの仮想壁を画定するステップを含む。少なくとも一つの仮想壁はオフセット距離だけ経路からオフセットしている。本方法は、さらに、ユーザの位置を決定するステップと、ユーザの位置が少なくとも一つの仮想壁の閾値距離内であると、プロセッサによって自動的にユーザに可聴フィードバックを提供するステップとを含む。
【０００７】
本明細書で説明された実施形態によって提供されるこれら及び追加の特徴が、図面と併せて以下の詳細な説明を考慮すると、より完全に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本明細書に示され且つ説明された一つ以上の実施形態に従った、ユーザにナビゲーション支援を提供するためのフィードバック案内システムの一つの実施形態を概略的に描く。
【図２】図２は、本明細書に示され且つ説明された一つ以上の実施形態に従った、ユーザにナビゲーション支援を提供するためのフィードバック案内システムの別の実施形態を概略的に描く。
【図３】図３は、本明細書に示され且つ説明された一つ以上の実施形態に従った、開いた環境において実施されるフィードバック案内システムの概略図を描く。
【図４Ａ】図４Ａは、本明細書に示され且つ説明された一つ以上の実施形態に従った、ユーザによって着用されたベルトに組み込まれた触覚フィードバック装置の概略図を描く。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本明細書に示され且つ説明された一つ以上の実施形態に従った、ユーザによって着用されたリストバンドに組み込まれた触覚フィードバック装置の概略図を描く。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面に説明された実施形態は、例示的且つ模範的なものであり、請求項によって定義される発明特定事項を限定することを意図していない。例示的な実施形態の以下の詳細な説明を、以下の図面と併せて読むと、理解することができる。図面では、同様の構造は同様の参照番号で示される。
本明細書に開示された実施形態は、概して、触覚フィードバック又は可聴フィードバックによって視覚障害のユーザにナビゲーション支援を提供するためのフィードバック案内方法及びシステムを含む。概して図３を参照すると、仮想壁が、環境を通して経路の少なくとも一部に沿って画定され、オフセット距離だけ経路からオフセットしている。ユーザの位置が決定される。触覚フィードバック又は可聴フィードバックは、ユーザの位置が仮想壁の閾値距離内であるとき、ユーザに提供される。斯かる触覚フィードバック又は可聴フィードバックを視覚障害のユーザに提供することによって、ユーザが慣れ親しんだ態様でユーザにナビゲーション支援を提供することができ、このことによって、ユーザは開いた空間を容易に横断することができる。例えば、計画された経路に沿ってユーザがコースを維持することを可能とする非視覚フィードバックを提供すべく、仮想壁が、開いた環境を横断する経路の一部に沿って画定される。ユーザにナビゲーションシステムを提供するための方法及びシステムの様々な実施形態がここでより詳細に説明される。
【００１０】
以下、図面を参照すると、図１は、ユーザにナビゲーション支援を提供するためのフィードバック案内システム１００の模範的な実施形態を概略的に描く。フィードバック案内システム１００は、（プロセッサ１２０及び非一時的（non-transitory）電子メモリ１３０を含む）電子制御ユニット１１０と、位置センサ１４０と、触覚フィードバック装置１５０と、通信経路１６０と、採用任意の可聴フィードバック装置１７０とを含む。以下、フィードバック案内システム１００の様々な構成要素が説明される。
【００１１】
フィードバック案内システム１００は電子制御ユニット１１０を具備し、更に詳細に以下に説明されるように、様々な構成要素が通信可能に電子制御ユニット１１０に結合される。いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１１０及び／又は他の構成要素は単一の装置に含まれる。他の実施形態では、電子制御ユニット１１０及び／又は他の構成要素は、通信可能に結合される多数の装置に分配されてもよく、この例は、図２に示され、以下に更に詳細に説明される。
【００１２】
電子制御ユニット１１０は非一時的電子メモリ１３０を含み、非一時的電子メモリ１３０は、一組の機械可読命令と、機械可読命令を実行するためのプロセッサ１２０とを保存する。非一時的電子メモリ１３０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードドライブ、又は、機械可読命令がプロセッサ１２０によってアクセスされることができるように機械可読命令を保存することができる任意の装置を具備することができる。機械可読命令は、あらゆる世代（例えば第１世代、第２世代、第３世代、第４世代又は第５世代）のあらゆるプログラミング言語、例えば、プロセッサ１２０によって直接実行されうる機械言語、又はアセンブリ言語、オブジェクト指向プログラミング（ＯＯＰ）、スクリプト言語、マイクロコード等で書かれたロジック又はアルゴリズムを含み、これらロジック又はアルゴリズムは機械可読命令にコンパイルされ又はアセンブルされ且つ非一時的電子メモリ１３０に保存される。代替的に、機械可読命令は、ハードウェア記述用語（ＨＤＬ）、例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）コンフィギュレーション、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又はこれらの均等物を介して実装されたロジックで書かれてもよい。したがって、本明細書で説明された方法は、予めプログラムされたハードウェア要素として、又はハードウェア部品及びソフトウェア部品の組合せとして、任意の慣習的なコンピュータプログラミング言語において実装される。非一時的電子メモリ１３０は一つのメモリモジュール又は複数のメモリモジュールとして実装される。
【００１３】
いくつかの実施形態では、非一時的電子メモリ１３０は、フィードバック案内システム１００の機能を実行するための一つ以上の論理演算を実装する。これら演算は、経路計画ロジック１３１、仮想壁生成ロジック１３３、位置決定ロジック１３５、フィードバック決定ロジック１３７及び動作ロジック１３９を含むことができる。経路計画ロジック１３１は非一時的電子メモリ１３０内の情報（例えばユーザ入力からコンパイルされた周囲環境に関連する情報、他の装置との電子通信、又は電子制御ユニット１１０によって集められた情報）に基づいて経路を計画するように構成される。仮想壁生成ロジック１３３は、経路からオフセットした少なくとも一つの仮想壁を画定するように構成され、少なくとも一つの仮想壁は、以下に更に詳細に説明されるように、ナビゲーションでユーザを支援するのに利用される。位置決定ロジック１３５は、一つ以上の位置センサによって集められた情報から、又は（例えばユーザの位置がユーザ入力装置で入力され且つ非一時的電子メモリ１３０内に保存されるとき）非一時的電子メモリ１３０に保存された情報からユーザの位置を決定するように構成される。フィードバック決定ロジック１３７は、触覚フィードバック及び／又は可聴フィードバックをいつどのようにユーザに提供するかを決定するように構成される。フィードバック決定ロジック１３７は、ユーザにフィードバックを送信すべく、触覚フィードバック装置１５０及び採用任意の可聴フィードバック装置１７０に信号を送る。動作ロジック１３９は、フィードバック案内システム１００の構成要素を管理するための動作システム及び／又は他のソフトウェアを含むことができる。これらロジックモジュールの各々の機能性が以下に更に詳細に説明される。
【００１４】
プロセッサ１２０は、機械可読命令を実行することができる任意の装置である。例えば、プロセッサ１２０は、集積回路、マイクロチップ、コンピュータ又はその他のコンピュータ装置である。非一時的電子メモリ１３０及びプロセッサ１２０は通信経路１６０に結合され、通信経路１６０は様々な構成要素間及び／又はフィードバック案内システム１００のモジュール間の信号の相互接続を提供する。したがって、通信経路１６０は、任意の数のプロセッサを互いに通信可能に結合し、且つ、通信経路１６０に結合されたモジュールが分配されたコンピュータ環境において動作することを可能とする。具体的には、モジュールの各々は、データを送信し且つ／又は受信するノードとして動作することができる。本明細書で使用されるとき、用語「通信可能に結合され」は、結合される構成要素が、データ信号、例えば導電媒体を介した電気信号、空気を介した電磁信号、光導波路を介した光信号及びこれらの均等物を互いに交換することができることを意味する。
【００１５】
したがって、通信経路１６０は、信号を伝送することができる任意の媒体、例えば導線、導電トレース、光導波路又はこれらの均等物から形成される。さらに、通信経路１６０は、信号を伝送することができる媒体の組合せから形成されてもよい。いくつかの実施形態では、通信経路１６０は、プロセッサ、メモリ、センサ、入力装置、出力装置及び通信装置のような構成要素への電気データ信号の伝送を可能とするように協働する導電トレース、導線、コネクタ、及びバスの組合せを具備する。したがって、用語「信号」が、（例えば電気的な、光学的な、磁気的な、機械的な又は電磁気的な）波形、例えば、媒体を通って進むことができるＤＣ、ＡＣ、正弦波、三角波、矩形波、振動及びこれらの均等物を意味することに留意されたい。
【００１６】
本明細書で説明された実施形態では、非一時的電子メモリ１３０及びプロセッサ１２０は電子制御ユニット１１０と一体である。しかしながら、本開示の範囲を逸脱することなく、電子制御ユニット１１０、非一時的電子メモリ１３０及びプロセッサ１２０が、互いに通信可能に結合された別個の構成要素であってもよいことに留意されたい。
【００１７】
図１に概略的に示されるように、通信経路１６０は電子制御ユニット１１０をフィードバック案内システム１００の他の複数の構成要素に通信可能に結合する。例えば、図１に描かれたフィードバック案内システム１００は、位置センサ１４０、触覚フィードバック装置１５０及び採用任意の可聴フィードバック装置１７０に通信可能に結合された電子制御ユニット１１０を含む。
【００１８】
位置センサ１４０は、位置を示す出力を生成することができる任意の装置である。いくつかの実施形態では、位置センサ１４０は、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）センサ、カメラ、無線周波数認識（ＲＦＩＤ）センサ、飛行時間型（ＴＯＦ）センサ、レーザ、又は超音波センサを含む。位置センサ１４０は、位置を示す出力を生成することができる任意のセンサを含むので、上記に特定された特定のセンサに限定されないことが理解されるべきである。
【００１９】
触覚フィードバック装置１５０は、ユーザに触覚フィードバックを提供することができる任意の装置である。触覚フィードバック装置１５０は、（例えば触覚フィードバックが振動によって送達される実施形態における）振動装置、（例えば触覚フィードバックが一吹きの空気によって送達される実施形態における）エアブロー装置、又は（例えば触覚フィードバックが、生成された圧力によって送達される実施形態における）圧力生成装置を含むことができる。いくつかの実施形態では、触覚フィードバック装置１５０は、より詳細なフィードバックをユーザに提供するフィードバック装置の配列（array）を具備する。例えば、触覚フィードバック装置の配列（例えば２×２の配列又は３×３の配列）は配列の一方の側においてのみフィードバックを提供することによってユーザに方向のフィードバックを提供することができ、例えば、ユーザの左側で受信された触覚フィードバックはユーザに右に動くように指示する。いくつかの実施形態では、触覚フィードバック装置１５０は、例えばベルト、リストバンド、ウエストバッグ、接着剤又はボタンとしてユーザに着用可能である。いくつかの実施形態では、触覚フィードバック装置１５０は、フィードバック案内システム１００の他の構成要素のいくつか又は全てから分離され且つフィードバック案内システム１００に通信可能に結合された装置において配設される。
【００２０】
可聴フィードバック装置１７０は、ユーザに可聴フィードバックを提供することができる任意の装置である。可聴フィードバック装置１７０は、スピーカ、ヘッドホン又はこれらの均等物を含むことができる。いくつかの実施形態では、可聴フィードバックは、３次元（３Ｄ）オーディオ配置フォーマットにおけるスピーカ又はヘッドホンでユーザに送達される。いくつかの実施形態では、可聴フィードバック装置１７０は、図１に描かれるように、フィードバック案内システム１００と一体である。他の実施形態では、可聴フィードバック装置１７０は、例えばベルト、リストバンド、一対のヘッドホン、又はボタンとしてユーザに着用可能である。更なる実施形態では、可聴フィードバック装置１７０は、フィードバック案内システム１００の他の構成要素のいくつか又は全てから分離され且つフィードバック案内システム１００に通信可能に結合された装置において配設される。いくつかの実施形態では、可聴フィードバック装置１７０はフィードバック案内システム１００に含まれない。
【００２１】
図１は、電子制御ユニット１１０、位置センサ１４０、触覚フィードバック装置１５０、及び採用任意の可聴フィードバック装置１７０を単一の一体的なフィードバック案内システム１００において描いているが、これら構成要素の一つ以上が様々な形態で多数の装置に分配されてもよいことが理解されるべきである。
【００２２】
例えば、以下、図２を参照すると、別の実施形態の模範的なフィードバック案内システム２００が概略的に描かれる。図２に描かれたフィードバック案内システム２００はフィードバック生成システム２１０及びポータブル装置１８０を含む。フィードバック生成システム２１０は、例えば有線接続又は無線接続を介して、ポータブル装置１８０に通信可能に結合される。図２に概略的に描かれるように、位置センサ１４０はポータブル装置１８０内に含まれる。ポータブル装置１８０は、感知された位置をフィードバック生成システム２１０に伝送する。フィードバック生成システム２１０の電子制御ユニット１１０は、受信された位置を使用して、図１に関して説明されたのと同じ態様で、触覚フィードバック装置１５０及び／又は可聴フィードバック装置を介して触覚フィードバック及び／又は可聴フィードバックを提供する。このため、構成要素の任意の組合せが複数の装置において別々に又は一緒に収容されうることが理解されるべきである。
【００２３】
以下、図１に描かれたフィードバック案内システム１００の動作を参照すると、ユーザにナビゲーション支援を提供するための方法が、以下、更に詳細に説明されるように、環境を通したナビゲーションのために経路に沿って仮想壁を画定することと、ユーザの位置を決定することと、ユーザの位置が仮想壁の閾値距離内であるとき、ユーザに触覚フィードバック又可聴フィードバックを提供することとを含む。
【００２４】
仮想壁生成ロジック１３３の機械可読命令がプロセッサ１２０によって実行されると、フィードバック案内システム１００はナビゲーションのために経路に沿って少なくとも一つの仮想壁を画定する。いくつかの実施形態では、フィードバック案内システム１００はナビゲーションのために経路計画ロジック１３１でユーザによって経路を画定する。経路計画ロジック１３１は、多数の態様で、例えば現在の位置又はスタート位置から目的地の位置までの経路を計画するのに経路計画アルゴリズムを使用して経路を計画することができる。経路計画ロジック１３１は、最適化法、例えば「最短距離」経路計画最適化法を使用して経路を計画する経路計画アルゴリズム、又は「混雑位置回避」経路計画アルゴリズムを含むことができる。
【００２５】
再度、仮想壁生成ロジック１３３を参照すると、いくつかの実施形態では、仮想壁生成ロジック１３３の機械可読命令をプロセッサ１２０によって実行すると、フィードバック案内システム１００は、オフセット距離だけ経路からオフセットしている単一の仮想壁を画定する。例えば、経路の右にオフセットした仮想壁は、ユーザが仮想壁から閾値距離内に来ると、すなわちユーザが、経路の右に極端にずれ、コースを修正するように警告されるとき、ユーザにフィードバックを提供するように構成される。いくつかの実施形態では、閾値距離はゼロである。いくつかの実施形態では、閾値距離はゼロよりも大きい。いくつかの実施形態では、フィードバック案内システム１００は第１仮想壁及び第２仮想壁を画定し、各々は経路の中心線からオフセットしている。第１仮想壁及び第２仮想壁を含む実施形態では、第１仮想壁及び第２仮想壁は、それぞれ経路の中心線から同じ距離だけオフセットしており、ユーザが横断するための仮想廊下を作り出す。例えば、フィードバック案内システムは、スタート点から目的地点までの経路の各側に沿ってオフセットしている仮想壁を画定することができ、仮想壁は経路全体に沿って仮想廊下を作り出す。斯かる仮想壁は、以下に更に詳細に説明されるように、物理的な壁のナビゲーションの利点と、物理的な壁によって提供されないナビゲーションの追加の利点とをユーザに提供する。
【００２６】
フィードバック案内システム１００の動作を再び参照すると、位置決定ロジック１３５の機械可読命令をプロセッサ１２０によって実行すると、フィードバック案内システム１００はユーザの位置を決定する。位置決定ロジック１３５は位置センサ１４０の出力に基づいてユーザの位置を決定する。位置決定ロジック１３５によって決定された位置によって、フィードバック案内システム１００がユーザの位置を特定してユーザの位置を仮想壁の位置と比べることが可能となる。いくつかの実施形態では、位置センサはＧＰＳセンサを具備し、ＧＰＳセンサは、ユーザの位置を決定し、位置決定ロジック１３５で処理するために、決定された位置をフィードバック案内システム１００に提供する。上記のように、いくつかの実施形態では、位置センサ１４０は、ユーザの位置及び動作を感知するのに使用可能なカメラを含む。カメラ、又は位置センサの他の実施形態は、全体としてユーザの位置を特定することができ、又はユーザの手又は杖のようなユーザのより具体的な部分の位置を特定することができる。
【００２７】
上記のように、位置センサ１４０は飛行時間型（ＴＯＦ）カメラを含み、飛行時間型（ＴＯＦ）カメラは、カメラとユーザとの間の光信号のＴＯＦを測定することによって距離と位置とを分解する（resolve）のに範囲画像化システム（range imaging system）を使用する。いくつかの実施形態では、位置センサはユーザの位置をレーザで決定する。この実施形態では、レーザがユーザから反射され、反射された光を分析することによってユーザの位置が決定される。他の実施形態では、位置センサは超音波位置検出技術を含む。いくつかの実施形態では、ユーザを感知して位置を特定することは、（環境のマップが知られているとき）位置特定のための従来技術、例えば拡張カルマンフィルター、粒子フィルター、又はその他の斯かるフィルタリング機構を使用して実現される。
【００２８】
フィードバック案内システム１００の動作を再び参照すると、フィードバック決定ロジック１３７の機械可読命令をプロセッサ１２０によって実行すると、フィードバック案内システム１００はユーザに触覚フィードバック又可聴フィードバックを提供する。フィードバック案内システム１００が、画定された仮想壁からユーザが閾値距離にあることを決定すると、フィードバック決定ロジック１３７は触覚フィードバック装置１５０及び／又は可聴フィードバック装置１７０に信号を伝送してユーザにフィードバックを提供する。いくつかの実施形態では、触覚フィードバックは、振動、エアパフ（air puff）、圧力又はこれらの均等物として提供される。他の実施形態では、可聴フィードバックは発話又は抽象的な音として提供される。更なる実施形態では、フィードバックは多数の形態で提供され、各形態は特定の機能又は位置と関連付けられる。例えば、フィードバック案内システム１００は、別個の位置を認識し、その位置に関する独特なフィードバックを伝送するように構成される。例えば、ユーザがコーヒーショップの近くにいる度にユーザに特定のフィードバックが提供されるように、そのコーヒーショップは独特な可聴フィードバック又は触覚フィードバックに関連付けられる。斯かる独特なフィードバックは、多数の位置について実施されることができ、これら位置の周囲についての情報を視覚的に刺激することなくユーザに提供する。
【００２９】
上記のように、いくつかの実施形態では、触覚フィードバック装置１５０は振動装置のような触覚フィードバック装置の配列を具備する。触覚フィードバック装置の配列を含む実施形態では、フィードバック決定ロジック１３７は、仮想壁及び周囲環境に対する彼又は彼女の位置についてのより詳細な情報をユーザに提供することができる。例えば、振動器の配列を含む触覚フィードバック装置１５０がベルトのようなウェアラブル装置に組み込まれる。フィードバック決定ロジック１３７は、仮想壁又は周囲環境に対するユーザの位置に応じたフィードバックを提供すべく、配列を使用してフィードバック信号を送ることができる。例えば、ユーザが彼又は彼女の左側で仮想壁に接触する（又は仮想壁の閾値距離内に来る）と、フィードバック決定ロジックは触覚フィードバック配列の左側において振動器を作動させる。斯かるフィードバックは、ユーザが彼又は彼女の左で仮想壁に接触した（又は仮想壁の閾値距離内に来た）ことをユーザに知らせることができる。より正確なフィードバックをユーザに伝達すべく、より複雑な配列が提供されてもよい。触覚フィードバック装置１５０がウェアラブル及び非ウェアラブルの両方の複数の装置に収容されてもよいことが理解されるべきである。
【００３０】
いくつかの実施形態では、採用任意の音響フィードバック装置１７０が、物理的な世界の自然音を真似る可聴フィードバックを提供する。視覚障害者はナビゲートするのにエコーロケーションを使用することが多い。いくつかの実施形態では、可聴フィードバック装置１７０は、エコーロケーションの目的で物理的な壁から反射されうる音を真似る態様で、仮想壁を示す可聴フィードバックを提供する。例えば、個人が、杖で地面を軽く叩き、反響音によって物理的な壁までの彼又は彼女の距離を決定することができる。同様の態様において、フィードバック案内システム１００のいくつかの実施形態は、音響フィードバック装置１７０を使用して、杖の叩き音を感知するフィードバック案内システム１００に応答して、物理的な壁から反響した杖の叩き音を真似た可聴フィードバックをユーザに提供する。斯かる可聴フィードバックは、ユーザが仮想壁からの彼又は彼女の距離を決定することを可能とする。
【００３１】
いくつかの実施形態では、フィードバック決定ロジック１３７が、触覚フィードバック装置１５０及び／又は可聴フィードバック装置１７０に信号を送って、ユーザと仮想壁との間の距離が閾値距離に到達するときにフィードバックを提供する。いくつかの実施形態では、フィードバックは、フィードバックが存在しないか又は一貫した強度のフィードバックが存在するように二値（binary）である。いくつかの実施形態では、フィードバックは、フィードバックの強度が仮想壁、環境又は他の条件に対するユーザの位置に基づいて変化するように勾配形式（gradient format）で提供される。いくつかの実施形態では、例えば、ユーザがユーザと仮想壁との間の閾値距離に近付くにつれて、閾値距離が到達されるまで、強度が増大したフィードバックが提供される。閾値距離に到達した時点で、最大のフィードバック強度が提供される。勾配フィードバックが可聴フィードバック及び／又は触覚フィードバックに組み込まれてもよい。いくつかの実施形態では、ユーザが閾値距離に近付くにつれて、閾値距離が到達されて最大のフィードバック音量が提供されるまで、増大した音量の可聴フィードバックが可聴フィードバック装置によって提供される。いくつかの実施形態では、ユーザが閾値距離に近付くにつれて、閾値距離が到達されて最大強度の触覚フィードバックが提供されるまで、増大した強度、例えば増大した振動の触覚フィードバックが触覚フィードバック装置によって提供される。
【００３２】
いくつかの実施形態では、フィードバック案内システム１００は、別のモード、例えば通常の動作モード、最小のフィードバックモード及び学習モードに切り替えられてもよい。通常の動作モードは、上述されたように機能する。最小のフィードバックモードでは、ユーザに提供される触覚フィードバック及び／又は可聴フィードバックが低減され、仮想壁のような所定の構成要素が無効にされうる。学習モードでは、フィードバック案内システム１００が、経路を示す情報を非一時的電子メモリ１３０内に保存することによって「学習する」ように、ユーザは、多くの場合、友人の案内の下、経路をたどる。経路情報が保存された時点で、フィードバック案内システム１００は、この情報を使用して経路を計画し、仮想壁が経路に沿って画定される。学習モードでは、フィードバック案内システム１００は、環境内のユーザの位置を感知し続け、将来的な使用のために非一時的電子メモリ１３０内に位置情報を保存することができる。この学習された経路を将来的に参照して、フィードバック案内システム１００は、少なくとも一つの仮想壁を経路に沿って画定し、フィードバック案内システム１００において利用可能な様々な形態のフィードバックをユーザに提供することによって、学習された経路をユーザが横断するとき、ユーザにナビゲーション支援を提供することができる。いくつかの実施形態では、学習モードは他のモードと同時に動作することができ、例えば、フィードバック案内システムは、最小のフィードバックモード又は通常の動作モードでありつつ、経路及び周囲環境についての新しい情報を学習することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、フィードバック案内システム１００は周囲環境において経路に沿って危険因子の位置を決定する。ユーザが危険因子に近付くと、フィードバックがユーザに提供されてユーザに潜在的な危険を警告する。触覚フィードバック装置１５０及び／又は可聴フィードバック装置１７０によって危険因子のフィードバックを提供することができる。いくつかの実施形態では、仮想壁が有効にされると、危険因子のフィードバックがユーザに提供されうる。
【００３４】
以下、図３を参照すると、環境において実施されたフィードバック案内システム１００の実例が概略的に描かれて以下に説明される。図３は、スタート点３１１から目的地点３１３まで環境を通って横断する経路３１０を概略的に描く。いくつかの実施形態では、環境は、物理的な壁又は構造物がほとんど存在しないように開いている。フィードバック案内システムは、ユーザ３２０が経路３１０をナビゲートするのを支援すべく、環境内の経路３１０に沿って第１仮想壁３４０及び第２仮想壁３５０を画定する。第１仮想壁３４０及び第２仮想壁３５０はそれぞれオフセット距離３３５だけ経路３１０からオフセットしている。図３に描かれた実施形態では、経路３１０は、さらに、経路３１０に沿って延在する中心線３３０を含む。図３に描かれた実施形態では、第１仮想壁３４０及び第２仮想壁３５０が中心線３３０から同一のオフセット距離３３５だけオフセットしていることが理解されるべきである。しかしながら、いくつかの実施形態では、第１仮想壁３４０及び第２仮想壁３５０は中心線３３０から異なる距離だけオフセットしている。いくつかの実施形態では、単一の仮想壁のみがフィードバック案内システム１００によって画定される。
【００３５】
図３を再び参照すると、ユーザ３２０が経路３１０上でスタート点３１１の近くに描かれている。いくつかの実施形態では、ユーザ３２０はスタート点３１１から目的地点３１３まで経路３１０を横断することを望んでいる。ユーザ３２０が経路３１０を横断するとき、フィードバック案内システム１００は、ユーザ３２０が第１仮想壁３４０又は第２仮想壁３５０から閾値距離に到達すると、上述されたフィードバック案内システム１００の多数の形態のうちの一つによってユーザ３２０に触覚フィードバック及び／又は可聴フィードバックを提供する。フィードバック案内システム１００の一つの実施例では、ユーザ３２０がスタート点３１１の近くで経路３１０の横断を開始して第１仮想壁３４０の閾値距離内でさまよう場合、フィードバック案内システム１００は、第１仮想壁３４０を示す触覚フィードバック及び／又は可聴フィードバックを提供し、このことによって、彼又は彼女が経路３１０の中心に向かって動くべきことをユーザ３２０に知らせる。その後、ユーザ３２０が第２仮想壁３５０の閾値距離内でさまよう場合、フィードバック案内システム１００は、第２仮想壁３５０を示す触覚フィードバック及び／又は可聴フィードバックを提供し、このことによって、彼又は彼女が経路３１０の中心に向かって動くべきことをユーザ３２０に知らせる。このユーザ３２０と仮想壁との間のインタラクションは、ユーザ３２０がスタート点３１１から目的地点３１３まで経路３１０を横断するまで続く。このことは、彼又は彼女が経路３１０の中心に向かって戻るべきときをユーザ３２０に知らせるためのフィードバックをユーザ３２０に提供する。
【００３６】
図３に示されるように、図３に描かれた環境においてフィードバック案内システム１００を利用することによって、ユーザ３２０は、視覚的な案内ツールの支援なしで、開いた環境を通って経路３１０を横断することができる。
【００３７】
図４Ａ及び４Ｂは、ユーザにフィードバックを提供することができるウェアラブル装置の非限定的な二つの例を示す。以下、図４Ａを参照すると、ベルト４００に組み込まれた二つの触覚フィードバック装置１５０の実例が概略的に描かれて以下に説明される。二つの触覚フィードバック装置１５０が、限定ではない例として示されることが理解されるべきである。いくつかの実施形態では、一つの触覚フィードバック装置１５０がベルト４００に組み込まれる。他の実施形態では、三つ以上の触覚フィードバック装置１５０がベルト４００に組み込まれる。図４Ａは、触覚フィードバック装置１５０がベルト４００に組み込まれた状態で、ベルト４００を着用しているユーザを概略的に描く。触覚フィードバック装置１５０は、ベルト４００に取り付けられ、ベルト４００内で一体化され、又はその他の態様の取付具によってベルト４００に組み込まれる。いくつかの実施形態では、触覚フィードバック装置１５０は、図４Ａに描かれるように、ベルト４００の両側に配置される。この実施形態では、触覚フィードバック装置１５０は、選択的な触覚フィードバックをユーザに提供し、例えば、ユーザの左側に配設された触覚フィードバック装置１５０のみによって触覚フィードバックを提供して、彼又は彼女が彼又は彼女の左側の仮想壁から閾値距離に到達したことと、ユーザが経路の中心に向かって戻るべきであることとをユーザに知らせる。複数の触覚フィードバック装置１５０は、より具体的な触覚フィードバックをユーザに提供すべく、ベルト４００に組み込まれることができる。図４Ａはベルト４００に組み込まれた触覚フィードバック装置１５０を示すが、フィードバック案内システム１００が図４Ａのベルト４００のようなウェアラブル装置に部分的に又は全体的に組み込まれうることが理解されるべきである。
【００３８】
以下、図４Ｂを参照すると、リストバンド４５０に組み込まれた触覚フィードバック装置１５０が概略的に描かれる。図４Ｂは、触覚フィードバック装置１５０がリストバンド４５０に組み込まれた状態で、一対のリストバンド４５０を着用しているユーザを概略的に描く。いくつかの実施形態では、一つの触覚フィードバック装置１５０が各リストバンド４５０又は両方のリストバンド４５０に組み込まれる。他の実施形態では、二つ以上のフィードバック装置１５０が各リストバンド４５０又は両方のリストバンド４５０に組み込まれる。触覚フィードバック装置１５０は、リストバンド４５０に取り付けられ、リストバンド４５０内で一体化され、又はその他の態様の取付具によってリストバンド４５０に組み込まれる。この実施形態では、触覚フィードバック装置１５０は、選択的な触覚フィードバックをユーザに提供し、例えば、ユーザの右手首に配設されたリストバンド４５０の触覚フィードバック装置１５０のみによって触覚フィードバックを提供して、ユーザがユーザの右側の仮想壁から閾値距離に到達したことと、ユーザが経路の中心に向かって戻るべきであることとをユーザに知らせる。より具体的な触覚フィードバックをユーザに提供すべく、複数の触覚フィードバック装置１５０を一つ以上のリストバンド４５０に組み込むことができる。図４Ｂはリストバンド４５０に組み込まれた触覚フィードバック装置１５０を示すが、フィードバック案内システム１００が図４Ｂのリストベルト４５０のようなあらゆるウェアラブル装置に部分的に又は全体的に組み込まれうることが理解されるべきである。
【００３９】
以下、本明細書で説明された実施形態が、視覚障害のユーザに触覚ナビゲーション支援及び可聴ナビゲーション支援を、これらが開いた環境に精通した態様で提供するためのフィードバック案内システムに関することが理解されるべきである。実施形態では、仮想壁を画定し、物理壁のナビゲーションの利点をユーザに提供し、且つ、直接的且つ正確なナビゲーション支援を提供するようになっている、フレキシブル且つ適応性のあるフィードバック案内システムが提供される。実施形態では、直感的なナビゲーション支援を提供して視覚障害のユーザが開いた環境を容易に横断することを可能とする触覚フィードバック又は可聴フィードバックがユーザに提供される。
【００４０】
本明細書において、用語「実質的に」及び「約」が、あらゆる量的比較、値、測定又は他の表現に起因すると考えられる固有の不確実さの度合いを表すのに利用されうることに留意されたい。これら用語は、本明細書において、問題となっている発明特定事項の基本的な機能に変化をもたらすことなく、定量的表現が定められた参照値から変化しうる度合いを表すのに利用されてもよい。
【００４１】
本明細書において特定の実施形態が示され且つ説明されてきたが、請求項の発明特定事項の思想及び範囲から逸脱することなく、様々な他の変更及び修正がなされうることが理解されるべきである。さらに、請求項の発明特定事項の様々な態様が本明細書において説明されてきたが、斯かる態様は組合せで利用される必要はない。このため、添付の請求項が、請求項の発明特定事項の範囲内である斯かる全ての変更及び修正をカバーすることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【外国語明細書】
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