(57)【要約】【課題】目の不自由な人を支援するため、無線自動識別（ＲＦＩＤ）との無線通信においてコンピュータ又は他のプロセッサを使用するコンピュータ支援通信及びナビゲーションシステムを提供すること。【解決手段】ユーザが着用する通信モジュールは、１つ以上のＲＦＩＤタグリーダから情報を受信し、可聴情報及び任意の刺激情報を目の不自由な人に提供する。タグリーダは歩行杖内、１つ以上の足首ブレスレット、靴内に設けられる。可聴情報を片耳又は両耳に供給するために無線（又は有線）イヤホンが設けられ、可聴情報は骨を通して音を伝導させる１つ以上のトランスデューサを通して供給される。骨伝導の使用は、目の不自由な人が通常の聴覚と併せて通信モジュールからの音情報を聞くことを可能にする。足首又は靴に設けられるタグリーダは、通信モジュールと通信し、目の不自由なユーザがＲＦＩＤタグの「進路」に従うことで誘導される。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤリーダモジュールと、
前記ＲＦＩＤリーダモジュールと無線双方向ハンドシェーキング通信を用いて通信するように構成する通信モジュールとを含み、
前記通信モジュールは、前記ＲＦＩＤリーダモジュールによって読み込まれる複数のＲＦＩＤタグからのデータを用いて、前記複数のＲＦＩＤタグの中の前記ＲＦＩＤリーダモジュールの位置を算出するように構成し、
前記通信モジュールは、前記位置をユーザ側に伝えるように構成する、ことを特徴とするナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記通信モジュールは、音響入力装置からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記通信モジュールは、音響出力装置からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項４】
前記通信モジュールは、振動子装置からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項５】
前記通信モジュールは、キーパッド入力装置からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項６】
前記通信モジュールは、赤外線受信部からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項７】
前記通信モジュールは、赤外線送信部からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項８】
前記通信モジュールは、ＧＰＳ受信機からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項９】
前記通信モジュールは、慣性運動装置からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１０】
前記通信モジュールは、２軸慣性運動装置からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１１】
前記通信モジュールは、３軸慣性運動装置からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１２】
前記通信モジュールは、加速度計からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１３】
前記通信モジュールは、ＲＦ位置確認システムからなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１４】
前記通信モジュールは、ＲＦＩＤタグ読取装置からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１５】
前記管理システムは、ＲＦＩＤタグからなり、前記位置の説明を前記ユーザ側に提供するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１６】
ビデオからなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１７】
顔認識システムからなる、ことを特徴とする請求項１６記載のナビゲーションシステム。
【請求項１８】
前記管理システムは、ビデオモニタからなる、ことを特徴とする請求項１５記載のナビゲーションシステム。
【請求項１９】
一つ以上の中継器からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２０】
エリア周辺に配置される１つ以上の位置確認システムユニットを含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２１】
前記位置確認システムユニットのうち１つ以上は、前記通信モジュールの位置確認及び追跡のために赤外線放射を用いるように構成する、ことを特徴とする請求項２０記載のナビゲーションシステム。
【請求項２２】
前記位置確認システムユニットのうち１つ以上は、前記通信モジュールの位置確認及び追跡のために音響波を用いるように構成する、ことを特徴とする請求項２０記載のナビゲーションシステム。
【請求項２３】
前記位置確認システムユニットのうち１つ以上は、前記通信モジュールの位置確認及び追跡のために電磁波を用いるように構成する、ことを特徴とする請求項２０記載のナビゲーションシステム。
【請求項２４】
前記位置確認システムユニットのうち一つ以上は、ホームセキュリティシステムのために動き検出器からなる、ことを特徴とする請求項２０記載のナビゲーションシステム。
【請求項２５】
前記通信装置は移動電話からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２６】
前記通信装置は、ＧＰＳ受信機からなり、前記通信装置が、一つ以上の位置確認ＲＦＩＤタグから位置情報を得るように構成し、
前記ＲＦＩＤタグリーダ装置が前記一つ以上の位置確認ＲＦＩＤタグから位置情報を読み込むために射程内の場合に、前記ＧＰＳ受信機から位置情報を取得可能なときに、前記通信装置は前記ＧＰＳ受信機から位置を得るように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２７】
前記通信装置は、中間地点情報をユーザ側に供給するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２８】
前記通信装置は、ＧＰＳ中間地点情報をユーザ側に供給するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２９】
前記通信装置は、位置確認ＲＦＩＤタグの中間地点情報をユーザ側に供給するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３０】
前記通信装置は、位置確認ＲＦＩＤタグの中間地点情報をユーザ側に供給するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３１】
前記通信装置は、セルラ式電話ネットワークから中間地点情報を受信するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３２】
前記通信装置は、セルラ式電話ネットワークを用いて位置確認情報を送信するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３３】
前記通信装置は、ユーザがビルに入る場合に、ビルの地図情報を受信するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３４】
前記通信装置は、地域エリア地図情報を受信するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３５】
前記通信装置は、選択されるエリアの歩道地図情報を格納するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３６】
前記歩道地図情報が、街路交差点のような潜在的に危険な場所の位置を含む、ことを特徴とする請求項３５記載のナビゲーションシステム。
【請求項３７】
前記歩道地図情報が、車道のような潜在的に危険な場所の位置を含む、ことを特徴とする請求項３５記載のナビゲーションシステム。
【請求項３８】
前記歩道地図情報が、石段のような潜在的に危険な場所の位置を含む、ことを特徴とする請求項３５記載のナビゲーションシステム。
【請求項３９】
前記通信装置は、動きを追跡し、ユーザが特定のスタート地点に戻るための帰還路を算出するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項４０】
第２のＲＦＩＤリーダモジュールからなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項４１】
慣性運動ユニットを含み、
前記通信装置は、位置確認情報及び慣性運動ユニットからのデータを用いて、ユーザがどの方向に向かっていくかを決定するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項４２】
電子方位計からなる、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目の不自由な人のためのコンピュータ支援ナビゲーション用システム及び生命管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
視覚のない人たちの暮らしには、困難がある。一箇所から別の箇所へ歩行するといった単純な行為が、視覚がないため困難になり、時には危険を伴うことがある。歩行杖及び盲導犬は、いくつかの障害を避けるのに役立つ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、歩行杖及び盲導犬では、ナビゲーション及び状況認識（例えば、左に窓があり、右にテーブルがある等）に関するより大きな問題が解決されない。標識及び印刷物を読むことは、他の問題を提起する。ブライユ点字を読む人は、驚くほど少ない。そのため、例えば、馴染みのないビルに入り、希望する階に行くために正確なエレベータボタンを押すといった単純な行為が難しい課題になることがある。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、目の不自由な人を支援するため、無線自動識別（ＲＦＩＤ）との無線通信においてコンピュータ又は他のプロセッサを使用するコンピュータ支援通信及びナビゲーションシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これら及び他の問題は、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグを用いた無線通信においてコンピュータ又は他のプロセッサを用いて、目の不自由な人を支援する、コンピュータ支援通信及びナビゲーションシステムによって解決される。
着装された通信モジュールは、１つ以上のＲＦＩＤタグリーダ（以降、タグリーダ）から情報を受信し、音（声）及び任意には刺激情報を目の不自由な人に供給する。一実施形態において、タグリーダは、歩行杖内に設けられる。一実施形態において、タグリーダは、１つ以上の足首ブレスレット内に設けられる。一実施形態において、タグリーダは、目の不自由な人の靴内に設けられる。一実施形態において、可聴情報を片耳又は両耳に供給するために、無線（又は有線）イヤホンが設けられる。一実施形態において、可聴情報は、骨を通して音を伝導させる１つ以上のトランスデューサを通して供給される。骨伝導の使用により、目の不自由な人が通常の聴覚と併せて、通信モジュールから当該音情報を聞くことが可能になる。
【０００６】
一実施形態において、本発明の通信及びナビゲーションシステムは、敷物類内に配置されるＲＦＩＤタグと通信する。一実施形態において、本発明の通信及びナビゲーションシステムは、壁、幅木の少なくとも一方に沿って配置されるＲＦＩＤタグと通信する。一実施形態において、本発明の通信及びナビゲーションシステムは、床の溝部に沿って配置されるＲＦＩＤタグと通信する。一実施形態において、本発明の通信及びナビゲーションシステムは、建具、収納家具（例えば、薬瓶、食料容器等）内に配置されるＲＦＩＤタグと通信する。一実施形態において、本発明の通信及びナビゲーションシステムは、ＲＦＩＤタグからコンピュータ監視システムに情報を中継する。
【０００７】
一実施形態において、本発明の通信及びナビゲーションシステムは、第１無線通信トランシーバに対し設けられるコンピュータシステムと、第２無線通信トランシーバに対し設けられる通信モジュールとを含む。当該通信モジュールは、識別コードを有し、コンピュータシステムが通信モジュールに命令を送信し、通信モジュールから命令の受け取り確認通知を受信できるように、双方向ハンドシェーキング通信を用いて、コンピュータシステムと通信するように構成する。当該通信モジュールは、識別コードに従って、コンピュータシステムにデータを送信し、コンピュータシステムから受け取り通知を受信できる。
【０００８】
当該コンピュータシステムは、通信モジュールを着用しているユーザの１つ以上の行為に関連して、通信モジュールに命令を送信し、通信モジュールからデータを受信するように構成する。当該コンピュータシステムは、ユーザ行為の少なくとも一部の記録を保持するように構成する。
【０００９】
一実施形態において、前記通信モジュールは、音響入力装置、音響出力装置、振動装置、赤外線受信機、赤外線送信機、ＲＦＩＤタグリーダ、ＧＰＳ受信機、慣性運動ユニット（例えば、加速度計、ジャイロスコープ）等のうち少なくとも１つを含む。一実施形態において、本発明の通信及びナビゲーションシステムは、少なくとも一つのＲＦ位置確認システムを含む。
【００１０】
一実施形態において、本発明の通信及びナビゲーションシステムは、例えば、家屋、納屋、庭、農場等のエリア周辺に配置される１つ以上の位置確認システムユニットを含む。一実施形態において、前記位置確認システムユニットは、通信モジュールの位置確認及び追跡のための赤外線放射を使用する。一実施形態において、前記位置確認システムユニットは、通信モジュールの位置確認及び追跡のための音響波を使用する。一実施形態において、前記位置確認システムユニットは、通信モジュールの位置確認及び追跡のための電磁波を使用する。また、一実施形態において、前記位置確認システムユニットは、ホームセキュリティシステム用動作検出器として動作するように構成する。
【００１１】
一実施形態において、前記通信モジュールは、音響入力装置を含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、音響出力装置を含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、振動装置を含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、キーパッド入力装置を含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、赤外線受信機を含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、赤外線送信機を含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、ＧＰＳ受信機を含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、慣性運動ユニットを含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、２軸慣性運動ユニットを含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、３軸慣性運動ユニットを含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、加速度計を含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、ＲＦ位置確認システムを含む。一実施形態において、前記通信モジュールは、ＲＦＩＤタグリーダを含む。一実施形態において、前記システムは、ユーザのための位置に関する記述を供給するように構成するＲＦＩＤタグを含む。
【００１２】
一実施形態において、前記システムは、ビデオセンサを含む。一実施形態において、前記システムは、顔面認識システムを含む。一実施形態において、前記システムは、ビデオモニタを含む。一実施形態において、前記システムは、１つ以上の中継器を含む。
【００１３】
一実施形態において、前記システムは、エリア周辺に配置される１つ以上の位置確認システムユニットを含む。一実施形態において、前記位置確認システムユニットのうち１つ以上は、前記通信モジュールの位置確認及び追跡のための赤外線放射を使用するように構成する。一実施形態において、前記位置確認システムユニットのうち１つ以上は、前記通信モジュールの位置確認及び追跡のための音響波を使用するように構成する。一実施形態において、前記位置確認システムユニットのうち１つ以上は、前記通信モジュールの位置確認及び追跡のための電磁波を使用するように構成する。
【００１４】
一実施形態において、前記通信装置は、セルラ式電話を含む。一実施形態において、前記通信装置は、ＧＰＳ受信機を含む。一実施形態において、前記通信装置は、ＲＦＩＤタグリーダが１つ以上の位置確認ＲＦＩＤタグから位置情報を読み取るべき範囲内にあると、１つ以上の位置確認ＲＦＩＤタグから位置情報を取得するよう構成され、前記通信装置は、ＧＰＳ受信機から位置情報が入手可能なときには、当該ＧＰＳ受信機から位置情報を入手するように構成する。一実施形態において、前記通信装置は、ユーザに中間地点情報を供給するように構成する。一実施形態において、前記通信装置は、ユーザにＧＰＳ中間地点情報を供給するように構成する。一実施形態において、前記通信装置は、ユーザに位置確認ＲＦＩＤタグの中間地点情報を供給するように構成する。
【００１５】
一実施形態において、前記通信装置は、ユーザに位置確認ＲＦＩＤタグの中間地点情報を供給するように構成する。一実施形態において、前記通信装置は、セルラ式電話ネットワークから中間地点情報を受信するように構成する。一実施形態において、前記通信装置は、セルラ式電話ネットワークを用いて位置確認情報を送信するように構成する。一実施形態において、前記通信装置は、ユーザがビルに入ると、ビルの地図情報を受信するように構成する。一実施形態において、前記通信装置は、地域エリア地図情報を受信するように構成する。一実施形態において、前記通信装置は、選択されるエリアの歩道地図情報を格納するように構成する。
【００１６】
一実施形態において、前記歩道地図情報は、交差点等の潜在的に危険な場所の位置を含む。一実施形態において、前記歩道地図情報は、自動車道等の潜在的に危険な場所の位置を含む。一実施形態において、前記歩道地図情報は、階段等の潜在的に危険な場所の位置を含む。
【００１７】
一実施形態において、前記通信装置は、動きを追跡し、ユーザが特定のスタート地点に戻るための帰還路を算出するように構成する。
【００１８】
一実施形態において、前記システムは、慣性運動ユニットを含む。一実施形態において、前記通信装置は、位置確認情報及び慣性運動ユニットからのデータを用いて、ユーザがどの方向に向かっていくかを決定するように構成する。一実施形態において、前記システムは、電子方位計を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１Ａは、ユーザ１０１が盲人用管理及びナビゲーションシステムの構成要素を装着している様子を示す図である。図１Ａにおいて、ユーザ１０１は、通信モジュール１０２と、足首モジュール１５１、１５２と、ヘッドセット１６０とを着用している。また、杖装着型モジュール１５３を示す。以下に説明するように、通信モジュール１０２、足首モジュール１５１、１５２、及びヘッドセット１６０は、ユーザ１０１が、ＲＦＩＤタグ１７０の進路に従うことによって誘導されることを可能にする。
【００２０】
足首モジュール１５１、１５２（及び、任意に、杖装着型モジュール１５３）は、ＲＦＩＤタグ１７０を読み取り、ＲＦＩＤタグ１７０からの情報を通信モジュール１０２に渡す。通信モジュール１０２は、ＲＦＩＤモジュール１７０からの情報を用いて、ユーザの移動方向、速度、及び経路を確認する。通信モジュール１０２は、ヘッドセット１６０を用いて、可聴方向及びルート探知情報をユーザ１０１に供給する。ユーザ１０１は、ヘッドセット１６０内のマイクを用いて、通信モジュール１０２に音声コマンドを送信することができる。また、ユーザ１０１は、通信モジュール１０２上のキーパッドのボタンを用いて、システムの動作を制御し、コマンドをシステムに入力することができる。
【００２１】
図１Ｂは、目の不自由な人１０１を支援するための通信及びナビゲーションシステム１００を構成する様々な構成要素を示す図である。システム１００において、図１Ａで示される構成要素は、図１Ｂで示される構成要素と協働し、付加的な機能及び特性を提供する。システム１００が、目が不自由である人によって使用されるべきシステムとして本明細書に記載されるのは、説明のためであり、これに制限するためではない。当業者であれば、システム１００の様々な態様が、弱盲者、アルツハイマー病で苦しむ人、又はそうでなければ障害を持つ人のためにも使用することができることを認識するであろう。
【００２２】
システム１００は、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方を含み、システム１００を制御し、データを収集し、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方にデータを供給する。当該システムは、一般に、無線通信モジュール１０２と、無線ベースユニット１０４とを含む。通信モジュール１０２は、ユーザ１０１が携帯する１つ以上のタグリーダと通信する。
【００２３】
タグリーダ１５１及びタグリーダ１５２は、足首ブレスレット又はユーザの靴内に設けられる場合もある。一実施形態において、タグリーダ１５３は、ユーザの歩行杖の先端部内に設けられる。ベースユニット１０４は、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）に対して設けられ、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）が通信モジュール１０２と通信することを可能にする。
【００２４】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、環境に埋め込まれたＲＦＩＤ（無線周波数）タグと通信する。ＲＦＩＤタグは、位置、対象物、環境等を識別するための識別コードを供給する。通信モジュール１０２は、ＲＦＩＤタグを読み取り、ＲＦＩＤタグからコンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）に情報を中継する。
【００２５】
一実施形態において、ユーザ１０１内の埋め込みＲＦＩＤタグは、１つ以上のバイオメトリクスセンサを備え、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）がユーザ１０１の健康状態及び状況を監視することを可能にする。一実施形態において、前記埋め込みＲＦＩＤタグは、温度センサを備え、監視システムがユーザの体温を監視することを可能にする。一実施形態において、前記埋め込みＲＦＩＤタグは、ユーザの健康状態及び安寧、例えば、体温、血圧、脈拍、呼吸、血中酸素量等を測定するため、１つ以上のバイオメトリクスセンサを含む。
【００２６】
また、システム１００は、以下の任意の装置のうち、１つ以上のビデオモニタ１０５、１つ以上のスピーカ、１つ以上のビデオカメラ１０６の１つ以上を含んでも良い。システム１００は、以下の任意の装置のうち、ユーザの位置を表示するための遠隔制御装置／ディスプレイ１１２、１つ以上のユーザ制御式ドア制御装置１１１、ユーザ監視家屋１１９、及び周辺状況センサ（例えば、雨、風、気温、日光等）１２９の１つ以上をさらに含んでも良い。一実施形態において、前記周辺状況センサは、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方と無線で通信する無線センサである。
【００２７】
一実施形態において、システム１００は、ユーザ１０１を訓練するためのコンピュータ化されたシステムとして使用する場合もある。訓練中、システム１００は、ユーザ１０１に対しナビゲーション入力又は指示を供給する。音声指示は、スピーカ１０７を通して、又は音響装置１６０を通して供給される場合もある。以下に記載するユーザ追跡システムを用いて、ユーザ１０１が正しく実行していないときには修正指示、ユーザ１０１が正確に実行しているときには奨励、のうちの少なくとも一方を供給する場合もある。
【００２８】
一実施形態において、モデム１３０は、電話システムと接続するために設けられ、システム１００がセルラ式電話、テキストメッセージ、ポケットベル等を通して世話人、ユーザ１０１、の少なくとも一方と通信することを可能にする。ネットワーク接続１０８（例えば、インターネット接続、構内情報通信網接続、広域通信網接続等）が設けられ、世話人、ユーザ１０１、の少なくとも一方がシステム１００と通信することを可能にし、システム１００が最新ソフトウェア、最新ステータス情報等を受信することを可能にする。従って、例えば、一実施形態において、ユーザ１０１は、システム１０３に連絡して地図情報を取得したり、補助を求めたりする。
【００２９】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、ユーザが安全な環境にいる（例えば、正しい方向に歩いている）ときには肯定的強化（例えば、心地よい音）を、ユーザが安全でない環境にいる（例えば、危険エリアに向かって歩いている）ときには否定的強化（例えば、警報音、警報メッセージ、振動等）を供給する。一実施形態において、ユーザ１０１は、音か振動を起動させる条件を選択することができる。
【００３０】
従って、例えば、経験を積んだユーザの場合、通信モジュール１０２からの音に邪魔されることなく周辺環境を聞くことができるよう、通信モジュール１０２からの振動をナビゲーション通信に使用するよう選択しても良い。対照的に、経験の浅いユーザの場合、ユーザ１０１を所望の場所まで誘導するのを支援するため、通信モジュール１０２からのステレオ音入力を使用するよう選択することができる。
【００３１】
一実施形態において、システム１００は、センサ１２９を用いて火災又は煙を検出する。一実施形態において、システム１００は住宅警報システムから警報データを受信する。一実施形態において、マイク３０４は、火災警報を検出するために使用される。システム１００が火災警報又は煙警報を検出した場合、システム１００は、ユーザに離れるよう指示し、世話人に通知する。
【００３２】
世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方は、スピーカ１０７を使用することによって、モデム１３０を用いて電話システムに接続する電話、ポケットベル、テキストメッセージ、の少なくとも１つと、ネットワーク接続１０８（例えば、電子メール、インスタントメッセージ等）との少なくとも１つの組み合わせを使用することによって通知を受けることができる。
【００３３】
モデム１３０は、電話をかけてから（例えば、テキストメッセージの場合）データ、合成音声の少なくとも一方を用いてユーザと通信するように構成する。また、モデム１３０は、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に連絡するために、また、音声認識命令、データのうち少なくとも一方を用いてシステム１００を制御するために、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方によって使用されても良い。
【００３４】
一実施形態において、システム１００は、ビデオカメラ１０６を用いてユーザの誘導映像を記録する。誘導がいかに進行していくかを世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方が理解するのを支援し、問題点を明らかにするため、これらの映像を、再生する場合もある。
【００３５】
指示に対するユーザの応答は、通信モジュール１０２からのデータを用いるか、１つ以上のビデオカメラ１０６からの映像を処理するかの少なくとも一方によって、システム１００により監視される。さらに、指示に対するユーザの応答は、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方によってリアルタイムに判断される場合もある。一実施形態において、世話人又は指導員は、ユーザ１０１及びシステム１００と協働して、ユーザをシステムに慣れさせる。
【００３６】
無線自動識別又はＲＦＩＤとは、無線電波を用いて複数の人又は対象物を自動的に識別する技術に対する総称である。識別方法はいくつかあるが、人又は対象物を識別するシリアル番号、及び恐らくは他の情報を、アンテナに取り付けられるマイクロチップに格納するのが最も一般的である（当該チップ及び当該アンテナは合わせて、ＲＦＩＤトランスポンダ又はＲＦＩＤタグと呼ばれる）。当該アンテナは、チップが識別情報をリーダに対し送信することを可能にする。当該リーダは、ＲＦＩＤタグから反射して戻ってくる無線電波をデジタル情報に変換し、変換された情報は、それを利用することのできるコンピュータに渡される。
【００３７】
ＲＦＩＤシステムは、タグを含み、アンテナを備えたマイクロチップ、及びアンテナを備えたインテロゲータ（質問機）又はリーダからなる。当該リーダは、電磁波を送出する。当該タグアンテナは、同調してこれらの電波を受信する。パッシブＲＦＩＤタグは、リーダにより作られた磁界から電力を取り出し、その電力を用いてマイクロチップの回路等を動作させる。続いて当該チップは、タグがリーダに送り返す電波を変調し、その新しく生成される電波をリーダが、デジタルデータに変換する。
【００３８】
無線電波は、たいていの非金属性材料を通過するため、耐候性及びより優れた耐久性を得るため包装材内に埋め込まれるか、又は保護プラスチック容器に収納されられる場合もある。また、タグは、世界中で製造される製品毎に固有のシリアル番号を格納することが可能なマイクロチップを有する。
【００３９】
ＲＦＩＤシステムは、多くの異なった周波数を使用するが、一般に、低周波数（およそ１２５ＫＨｚ）、高周波数（およそ１３．５６ＫＨｚ）及び極超短波、すなわちＵＨＦ（８５０〜９００ＭＨｚ）が最も一般的である。また、用途によっては、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ）が使用される。
【００４０】
周波数が異なれば、特性が異なり、様々な用途にさらに有用になる。例えば、低周波数タグは、極超短波（ＵＨＦ）タグに比べ、安価で、使用する電力が少なく、非金属性物質を通過する能力に優れている。果物等、水分を多く含む対象物を近距離で走査するのに理想的である。ＵＨＦ周波数帯は、一般に、より優れた通信範囲を提供し、より高速にデータを転送することができる。しかし、使用する電力がより多く、材料を通過しにくい。また、ＵＨＦ周波数帯は、「指向性」が高い傾向にあるので、タグとリーダ間に障害物がないことを要求する。
【００４１】
低周波数システムに対しては、たいていの国が無線周波数スペクトラムのうち１２５ｋＨｚ又は１３４ｋＨｚを割り当てており、高周波数システムに対しては、世界中で１３．５６ＭＨｚが使用されている。ところが、ＵＨＦ  ＲＦＩＤシステムは、１９９０年代中頃から一般になったばかりで、ＲＦＩＤに対しＵＨＦスペクトラムの単一領域を割り当てることに諸国間の合意が得られていない。欧州は、ＵＨＦに対し８６８ＭＨｚを使用し、米国は、９１５ＭＨｚを使用している。最近に至るまで、日本は、ＲＦＩＤに対しＵＨＦスペクトラムを使用することを一切認めてこなかったが、ＲＦＩＤに対し９６０ＭＨｚ領域を開放する意向を示してきている。ＵＨＦスペクトラムを使用する装置が他に多くあるため、ＲＦＩＤに対し単一のＵＨＦ帯を割り当てることに各国政府が揃って合意するには年月を要するものと思われる。
【００４２】
アクティブＲＦＩＤタグは、電池を有しており、マイクロチップの回路等を動作させ、（セルラ式電話が基地局に信号を送る方法で）信号をリーダに送信するために使用されるパッシブタグには、電池がない。その代わり、タグのアンテナ内に電流を誘導する電磁波を送出して、リーダから電力を取り出す。セミパッシブタグは、電池を使用して、チップの回路等を動作させるが、リーダから電力を取り出すことで通信を行う。
【００４３】
アクティブ及びセミパッシブタグは、線路上の鉄道車両等、広範囲に渡って走査される必要のある高価な物品を追跡するのに有用であるが、これらのタグは、費用が１ドル以上かかり、値段が高すぎて廉価品目に付加することができない。
【００４４】
パッシブＵＨＦタグは、今日では、１００万個以上の大量でも５０セントしない。パッシブＵＨＦタグの読み取り範囲は、さほど広くなく、アクティブタグが１００フィート（３０メートル）以上あるのに対し、一般に２０フィート（６メートル）未満であるが、パッシブＵＨＦタグは、アクティブタグより値段がずっと低く、製品梱包とともに配置可能である。
【００４５】
ＲＦＩＤタグに格納可能な情報量は、供給業者及び用途に依存するが、一般に、２ＫＢ以上のデータを保持することができる。
【００４６】
ＲＦＩＤタグ内のマイクロチップは、読み取り／書き込み用又は読み取り専用である場合もある。読み取り／書き込み用チップを含む場合、タグがリーダ又はインテロゲータ（質問機）の読み取り範囲内にあるときには、システムは、タグに情報を追加するか、又は既存の情報を上書きすることができる。読み取り／書き込みタグは、通常、上書きできないシリアル番号を有する。データの付加ブロックを使用して、タグが取り付けられる品目に関する付加情報を格納する場合もある。読み取り専用マイクロチップの中には、製造過程で情報をチップに格納させてあるものがある。かかるチップ上の情報は、変更が一切不可能である。他のタグの場合、一旦シリアル番号が書き込まれると、当該情報の上書きが不可能になる場合もある。
【００４７】
ＲＦＩＤタグを用いることで遭遇する問題は、通信範囲が重なると１リーダからの信号が別のリーダからの信号に干渉する恐れがあることである。これをリーダ衝突と呼ぶ。この問題を回避する一方法は、時分割多重接続、すなわちＴＤＭＡと呼ばれる技法を用いることである。簡単に言うと、２つのリーダが同時に読み取りを試行するのではなく、時間をずらして読み取りを行うようリーダは命令を受ける。
【００４８】
リーダが有する別の問題は、同じフィールドにある多くのチップを読み取ることにある。２つ以上のチップが同時に信号を返してリーダを混乱させたときに、タグ衝突が起きる。様々な供給業者が、リーダに対する応答を１度に１つのタグにさせるための様々なシステムを開発してきた。タグは、ミリ秒単位で読み取られる場合もあるので、全タグが同時に読み取られているように見える。
【００４９】
パッシブタグ（電池なしタグ）の読み取り範囲は、動作周波数、リーダの電力、金属性の物体又は他のＲＦ装置からの干渉と、多くの要因に依存する。一般に、低周波数タグは、１フィート（３０センチ）以内で読み取られる。高周波数タグは、約３フィート（約９０センチ）離れた先から読み取られ、ＵＨＦタグは、１０〜２０フィート（３０〜６０センチ）先から読み取られる。鉄道車両を追跡するため等、もっと長い通信距離が必要な場合、アクティブタグは、電池を使用して読み取り範囲を３００フィート（９０メートル）以上にまで広げる。
【００５０】
ソフトウェアエージェントは、一組のルールを設定することによって意志決定を自動化するアプリケーションである。例えば、Ｘが発生すると、Ｙも発生する。当該エージェントは、ＲＦＩＤにとって重要である。なぜならば、ＲＦＩＤタグから寄せられるデータ量及び速度（たいていの場合リアルタイム）に人は圧倒させられることがあるからである。そのため、エージェントを用いて、ルーチン決定を自動化し、注意を必要とする状況のときはユーザに知らせることもある。
【００５１】
たいていのアクティブＲＦＩＤタグは、単にリーダからの電波を反射して戻す。環境発電（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ）は、リーダからタグがエネルギーを収集し、一時的に蓄積し、異なった周波数で送信して戻す技法である。この方法は、アクティブＲＦＩＤタグの性能を劇的に改善することができる。
【００５２】
図３Ａは、通信モジュール１０２を示すブロック図である。通信モジュール１０２は、手首、ベルト、胸部に携帯、着用されるように構成する。通信モジュール１０２において、音検知装置（例えば、マイク）３０４、振動装置３０５、音生成装置（例えば、スピーカ）３０６、及び第１ＲＦトランシーバ３０２は、プロセッサ３０１に対し設けられる。
当該音検知装置は、例えば、マイク、トランスデューサ等のように音響波（音波、超音波）を検知するように構成する。
【００５３】
便宜上の使用であり制限するものではなく、他の音響トランスデューサを使用する場合もあるが、本明細書において、当該音検知装置は、マイクを指す。便宜上の使用であり制限するものではなく、当該音生成装置は、例えば、スピーカ、トランスデューサ、ブザー等のように音響波（音波、超音波）を生成するよう構成されが、本明細書において、当該音生成装置は、スピーカを指す。
【００５４】
電源３０３は、マイク３０４、振動装置３０５、スピーカ３０６及び電気ショック装置３０７、第１ＲＦトランシーバ３０２及びプロセッサ３０１を動作させるための電力を供給する。一実施形態において、マイク３０４、振動装置３０５、及びスピーカ３０６のそれぞれは、任意であり、省略する場合もある。また、通信モジュール１０２は、指導員、又はビデオカメラ１０６に視覚表示を提供するためのランプ（図示せず）を含む。また、一実施形態においては、タンパーセンサ３３０が設けられる。
【００５５】
マイク３０４は、例えば、ユーザによって生成される音、他の人々によって生成される音、音響位置確認装置によって生成される音響波（音波又は超音波）等の少なくとも１つ以上の音響波を拾うために使用される。
【００５６】
一実施形態において、システム１００は、ユーザ１０１が部屋内に誰がいるか、ドアのところに誰がいるか等を知るのを支援する顔面認識処理を含む。プロセッサ３０１は、マイクによって拾われた音を処理し、必要に応じて、さらなる処理のためにコンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に処理データを送信する。
【００５７】
スピーカ３０６は、ユーザ１０１のために心地よい音、警報音の少なくとも一方を生成し、ユーザ１０１に情報及び指示を供給するために使用される。また、マイク３０４、スピーカ３０６の少なくとも一方は、音響波を用いてユーザの位置を特定するため、音響位置確認システムと関連して使用することができる。音響位置確認システムにおいて、マイク３０４、スピーカ３０６の少なくとも一方は、ユーザ１０１の位置を特定するため音源、若しくは家屋又は庭一帯に配置されるセンサと音響的に通信する。前記振動装置は、セルラ式電話の振動器と同様に、同じエリアにいる他の人々の邪魔をすることなくユーザ１０１に知らせるために使用される場合もある。また、前記振動装置は、異常な又は潜在的に危険な状態（例えば、コースから外れている、階段の吹抜け部に近づいている等）をユーザ１０１に知らせるために使用することができる。
【００５８】
目の不自由な人々は、視覚を有する人々以上に聴覚に依存する傾向がある。従って、一実施形態において、前記振動装置は、様々な種類の振動（様々な周波数、様々な強度、様々なパターン等）を提供し、ユーザの聴覚を妨害することなくユーザ１０１に情報を送るよう構成する場合もある。
【００５９】
任意のタンパーセンサ３３０は、通信モジュールが不正変更された（例えば、ユーザから外された）ときを検知する。
【００６０】
第１ＲＦトランシーバ３０２は、直接又は中継器を介してベースユニットと通信する。
一実施形態において、ＲＦトランシーバ３０２は、双方向通信を提供する。そのため通信モジュール１０２は、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に情報を送信し、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方から命令を受信することができる。一実施形態において、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２、第１ＲＦトランシーバ３０２の少なくとも１つは、ハンドシェイクプロトコルを用いて通信し、データが受信されたことを確認する。
【００６１】
図３Ａは、また、位置探知システム及び１つ以上のＲＦＩＤタグと通信するための第２ＲＦトランシーバ３０９を示す。例えば、ＲＦＩＤタグは、窓、家具、食料容器、薬容器等に対し設ける場合もある。
【００６２】
ユーザ１０１は、タグリーダ３０９を用いて、様々なＲＦＩＤタグを読み取り、それによってユーザの周辺に関する情報を取得することができる。例えば、一実施形態において、窓に対し設けられるＲＦＩＤタグは、窓の開け方、窓の外の眺め、天気等を記述する情報を含むことが可能である。
【００６３】
図３Ａにおいて、通信モジュール１０２は、例えば、ＩＲシステム３０１、ＧＰＳ位置確認システム３０２、ＩＭＵ３０３、第３ＲＦトランシーバ３０４等の少なくとも１つ以上の位置確認及び追跡システムを含む。当該追跡システムは、ユーザ１０１の位置を確認するため、また、ユーザ１０１を所望の場所まで誘導するのを支援するため、単体又は組み合せて使用する場合もある。
【００６４】
ＩＲシステム３０１、ＧＰＳ位置確認システム３０２、ＩＭＵ３０３、及び第３ＲＦトランシーバ３０４は、プロセッサ３０１に対し設けられ、電源３０３によって電力が供給される。プロセッサ３０１は、ＩＲシステム３０１、ＧＰＳ位置確認システム３０２、ＩＭＵ３０３、及び第３ＲＦトランシーバの動作を制御し、電源がＩＲシステム３０１、ＧＰＳ位置確認システム３０２、及びＩＭＵ３０３に対しいつ電力を送るかを管理する。
第１、第２及び第３ＲＦトランシーバは、図３では説明の都合上、区別されているが、これに制限するためではない。
【００６５】
一実施形態において、第１ＲＦトランシーバ３０２、第２ＲＦトランシーバ３０９、第３ＲＦトランシーバ３０４の少なくとも１つは、１つ以上のトランシーバに結合される。一実施形態において、第１ＲＦトランシーバ３０２、第２ＲＦトランシーバ３０９、第３ＲＦトランシーバの少なくとも１つは、異なった周波数で動作する。
【００６６】
一実施形態において、第３ＲＦトランシーバ３０４は、無線位置確認システムの一部として、１つ以上の無線位置確認送信機から無線位置確認信号を受信する受信専用装置である。
【００６７】
代替の実施形態において、第３ＲＦトランシーバ３０４は、無線位置確認システムの一部として、１つ以上の無線位置確認受信機に無線位置確認信号を送信する送信専用装置である。代替の実施形態において、第３ＲＦトランシーバ３０４は、無線位置確認システムの一部として、１つ以上の無線位置確認トランシーバに無線位置確認信号を送受信する。例えば、ＧＰＳ、ＤＥＣＣＡ、ＬＯＲＡＮ等の無線位置確認システムのための技術は、当該技術分野において既知である。
【００６８】
無線位置確認システムから、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に対しデータが供給され、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方が通信モジュール１０２の位置を特定するのを可能にする。
【００６９】
一実施形態において、通信モジュール１０２により送信され、１つ以上の中継器１１３により受信される信号の強度を測定し、中継器と通信モジュール１０２間の距離を推定することによって無線位置確認が提供される。一実施形態において、１つ以上の中継器１１３により送信され、通信モジュール１０２により受信される信号の強度を測定し、中継器と通信モジュール１０２間の距離を推定することによって無線位置確認が提供される。一実施形態において、通信モジュール１０２の位置を推定するため、中継器１１３と通信モジュール１０２間の無線周波数伝播に対応する時間遅延が使用される。
【００７０】
図３Ｂは、足首モジュール１５１、１５２を示すブロック図である。足首モジュール１５１、１５２は、足首に着用され、ユーザの靴内に埋め込まれ、ユーザの靴に取り付けられ、ユーザの歩行杖に設けられるという少なくとも１つのことが可能である。モジュール１５１、１５２は、プロセッサ３８１に対し設けられるＲＦＩＤタグリーダ３８９を含む。タグリーダ３８９は、床面に配置される、又は壁の比較的低い位置に配置されるＲＦＩＤタグを読み取り、ユーザ１０１がＲＦＩＤタグ１７０の列に沿ってあちらこちらへナビゲートされるのを支援するためナビゲーション情報を供給する。
【００７１】
プロセッサ３８１は、ＲＦトランシーバ３８４を経由してプロセッサと通信する。一実施形態において、ユーザの足、杖の少なくとも一方の動きに関する付加情報を供給するため、プロセッサ３８１に対しＩＭＵ３８３が設けられる。一実施形態において、プロセッサ３８１に対し振動装置２０５が設けられる。一実施形態において、プロセッサ３８１に対しタンパーセンサ３８０が設けられる。
【００７２】
図３Ｃは、耳モジュール１６０の構成を示すブロック図である。モジュール１６０は、プロセッサ３０１に対し設けられる、マイク３０４と、スピーカ３０６と、ＲＦトランシーバ３０９とを含む。モジュール１６０は、通信モジュール１０２に音声通信を供給するという点でセルラ式電話用ブルートゥースヘッドセットに本質的に似ている。また、一実施形態において、ヘッドセット１６０は、プロセッサ３０１に対し設けられるカメラ３９０を含む。
【００７３】
様々な位置確認システムは、利点及び欠点を有する。一実施形態において、システム１００は、ＲＦＩＤタグシステム、ＧＰＳシステム、ＩＭＵ、無線位置確認システム、ＩＲシステム、及び音響システムのうちの１つ以上の組み合せを使用して、ユーザ１０１の位置を特定する。これらシステムのうちの１つ以上を相乗効果的に使用し、ユーザ１０１の位置を特定して、ユーザ１０１が希望の場所まで誘導されるのを支援する。
【００７４】
ＩＭＵ３０３は、１つ以上の加速度計、ジャイロスコープの少なくとも１つを使用して、通信モジュールの動きを検知する。この動きは、位置を特定するために統合される場合もある。ＩＭＵ３０３は、比較的低い電力要求及び比較的高い短期精度を提供する。ＩＭＵ３０３は、比較的低い長期精度を提供する。慣性運動ユニット（ＩＭＵ）は、屋内又は屋外で動作するもので、一般に、他の位置確認システムに比べ消費電力が少ない。
【００７５】
しかしながら、ＩＭＵシステムは、時間の経過と共にドリフトする傾向があり、一定周期で較正し直さなければ、精度が落ちる傾向がある。一実施形態において、前記ＩＭＵは、ＲＦＩＤタグ、ＧＰＳ、音響システム、ＩＲシステム、ＲＦ位置確認システムのうちの１つ以上からのデータを使用することによって時々再較正される。
【００７６】
一実施形態において、ＩＭＵ３０３は、ＧＰＳ、ＩＲシステム、ＲＦ位置確認システムの少なくとも一方の電力要求を抑えるために使用される。一実施形態において、通信モジュール１０２が静止状態又は比較的静止状態であるとＩＭＵ３０３が検知すると、ＧＰＳ、ＩＲ、ＲＦ位置確認システムの少なくとも１つは、低電力又はスタンバイモードに入れられる。
【００７７】
通信モジュール１０２が比較的静止状態である（例えば、静止状態又は比較的低い速度で移動している）とＩＭＵ３０３が検知した場合、ユーザは、移動していない又は追跡が直ちに必要とされないほど充分ゆっくり移動している。
【００７８】
一実施形態において、ＩＭＵ３０３は、３軸システムであるため、通信モジュール１０２のいずれの方向の動きも動きとして検知され、他の検知システムのうちの１つ以上のシステムを起動させるために使用する場合もある。
【００７９】
従って、例えば、ユーザが横になった後で立ち上がった場合、この「上がる」動きがＩＭＵ３０３によって検知され、通信モジュールが１つ以上の追跡システムを起動させるものである。
【００８０】
一実施形態において、システム１００は、ユーザ１０１が任意の有意な時間長、比較的一定かつ比較的低速度で動いていないものと仮定する。従って、一実施形態において、ＩＭＵは、一定のオフセットエラー（例えば、Ｘ、Ｙ、又はＺ方向における一定スロープ）に対して自己較正し、当該一定Ｘ、Ｙオフセットエラーからのずれが、ユーザ１０１による動きとして認識される。
【００８１】
一実施形態において、ＩＭＵ３０３は、少なくとも２方向の動きを検知する少なくとも２軸のＩＭＵである。一実施形態において、ＩＭＵ３０３は、少なくとも３方向の動きを検知する少なくとも３軸のＩＭＵである。一実施形態において、ＩＭＵは、例えば、走る、歩く、階段を上る、階段を下りる、躓く、足を引きずる等の、ユーザ１０１の足取りを特定するために使用されるデータを供給する。
【００８２】
ＩＭＵは、ユーザ１０１の動きについてフィードバックを取得するため、単体又は他の追跡装置と組み合わせて使用する場合もある。従って、例えば、ユーザ１０１がビルの部屋２５に行く要求を示した場合、ナビゲーションシステムは、ユーザ１０１を支援するガイダンス情報を供給する。
【００８３】
一実施形態において、ガイダンス情報は、指示（例えば、左折、３０フィート先まで直進等）を含む。一実施形態において、ガイダンス情報は、飛行機のグライドスロープ航法システムを想起させる音響トーン情報を含んでも良い。
【００８４】
従って、例えば、ユーザが左に逸れ過ぎている場合、前記ナビゲーションシステムは、左耳にトーンを鳴らす（又は身体の左側の骨へ音を伝導させる）ことができる。一実施形態において、前記トーンは、ナビゲーションエラーが増えるに従って大きくなる。
【００８５】
ＩＭＵ３０３は、動的加速度及び重力による加速を含む静的加速度を測定できるため、ＩＭＵ３０３は、水平方向及び垂直方向の動きだけでなく、傾斜を測定するために使用する場合もある。ＩＭＵ３０３は、Ｘ軸及びＹ軸両方が地表に対し平行になるように向きが合わされると、ＩＭＵ３０３は、ロール軸及びピッチ軸を備えた２軸傾斜センサとして使用する場合もある。
【００８６】
ロール軸が９０度であれば、ユーザ１０１がその側に横になっていることを示す。さらに、動きが全くないことをＩＭＵ３０３が示す場合、ユーザ１０１の向きに係わらず、ユーザ１０１は、眠った状態であるか非活動状態にあり、上述のとおり、システムの電源が切断される。従って、ＩＭＵ３０３は、ユーザが立っていない状態であるときを検出することができる。
【００８７】
マイク３０４は、ユーザが音声コマンドをシステム１００に送信するのを可能にするために使用される。
【００８８】
通信モジュール１０２は、通信システム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に対し電池電力低下警報を送信し、通信モジュール１０２が新しい電池を必要としていることを世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方に知らせる。
【００８９】
全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ、ＧＰＳ）は、正確だが屋内で充分動作しないことがあり、ビルの階を区別するのに充分な縦方向の精度を有さないことがある。また、ＧＰＳ受信機は、ある特定量の信号処理を必要とし、かかる処理は電力を消費する。通信モジュール１０２のような制限電力装置において、ＧＰＳシステムによって消費される電力は、電池の寿命を短縮してしまう恐れがある。
【００９０】
しかしながら、ＧＰＳは、広範なエリアを網羅し動作することが可能であるという利点を有しているため、限定されたエリアを逃れたユーザ又は他の位置確認システムの通信範囲外にいるユーザの位置を特定する際に特に有用である。
【００９１】
ＧＰＳは、屋外で充分動作する傾向があるが、ビル内部においては不充分である。従って、一実施形態において、システム１００は、ＲＦＩＤタグが利用不可能である屋外の状況ではＧＰＳを使用し、ＧＰＳが利用不可能又は信頼できない屋内ではＲＦＩＤタグを使用する。従って、システム１００を用いて、ユーザ１０１は、第１ビルを通ってナビゲートし、当該ビルを出て、第２ビルまで歩いていき、続いて第２ビルを通って誘導することが可能になる。システム１００は、ユーザの移動を区分して、異なる部分に異なるナビゲーションシステムを使用するものである。
【００９２】
一実施形態において、ビルは、当該ビルの地図に関して、ナビゲーション情報をシステム１０２に供給する入り口付近にあるデータポートを含む。ユーザ１０１が当該ビルに入ると、ユーザが当該ビルを通って誘導できるよう、システム１０２は、データポートから当該ビル地図情報を取得する。一実施形態において、データポートによって供給される当該地図情報は、例えば、建設地域、清掃のため使用できないトイレ等の動的情報を含む。
【００９３】
一実施形態において、ＧＰＳシステム３０２は、スタンバイモードで動作し、一定周期で又は起動命令を受けたときに起動する。ＧＰＳシステムは、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）又は通信モジュールによって起動命令を受けることができる。起動すると、ＧＰＳシステムは、（ＧＰＳ衛星信号が入手可能な場合）ユーザ１０１に関する位置測位点を取得し、ＩＭＵを更新する。
【００９４】
また、一実施形態において、ＧＰＳシステムは、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に対して設けられる。コンピュータシステム１０３は、そのＧＰＳシステムからのデータを用いて通信モジュール１０２内のＧＰＳシステム３０２に位置、タイミングデータの少なくとも一方を送信し、ＧＰＳシステム３０２がより高速にウォームスタートし、より迅速に測位点を取得し、それが故に使用電力を抑えることを可能にする。
【００９５】
一実施形態において、位置確認システムユニット１１８は、ユーザ１０１の動き及び位置を特定するため、家屋又はビル一帯に配置される。一実施形態において、位置確認システムユニット１１８は、赤外線光、音響波、電磁波の少なくとも１つを通信モジュール１０２上の１つ以上のセンサに送信し、通信モジュール１０２内の電力を節約する。一実施形態において、通信モジュール１０２は、赤外線光、音響波、電磁波の少なくとも１つを位置確認システムユニット１１８に送信し、ユニット１１８内の電力を節約する。
【００９６】
例えば、戸口付近又は廊下に（例えば、図１０を参照）配置される位置確認システムユニット１１８は、ユーザ１０１が１部屋から別の部屋に移動するときを判断するために使用する場合もある。ユーザがその部屋の中にいることを（例えば、死角のために）正確に確認できなくても、戸口を通るユーザの動きを検知するため配置された位置確認システムユニット１１８によって、システム１００は、部屋から部屋を移動するユーザを監視し、ユーザがどの部屋に居るのかを知ることができる。
【００９７】
一実施形態において、（通信モジュール１０２及び位置確認システムユニット１１８のいずれに内蔵されていようとも）各位置確認送信機は、送信機の識別が可能になる符号化されたパターンのパルス信号を送信する。
【００９８】
一実施形態において、節電のため、（通信モジュール１０２及び位置確認システムユニット１１８のいずれに内蔵されていようとも）前記位置確認受信機は、受信したパルス信号のパターンに変化があるときは必ず、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に通知する。
【００９９】
従って、例えば、前記位置確認受信機が第１コードを送信する第１位置確認送信機の範囲に入ると、前記位置確認受信機は、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に対し「位置確認センサメッセージ」を送信する。
【０１００】
一実施形態において、前記位置確認受信機は、パルス信号のパターンを同一の位置確認送信機から受信し続ける限り、さらなる位置確認センサメッセージを送信することはない。
【０１０１】
代替の実施形態において、前記位置確認受信機は、パルス信号のパターンを同一の送信機から受信し続ける限り、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に対し位置確認センサメッセージを周期的に送信する。前記位置確認受信機は、パルス信号のパターンが停止したとき、「位置確認センサ無し」というメッセージを送信する。
【０１０２】
家屋内部、外部の少なくとも一方に設けられた動作検出器は、一般にホームセキュリティシステムと関連して設けられる。一実施形態において、位置確認システムユニット１１８は、動作検出器として構成され、通信モジュール１０２上のＩＲシステム３０１（例えば、送信機、受信機の少なくとも一方）は、かかるＩＲ動作検出器と通信し、そうでなければ動作検出器がユーザの動きを検出したときに起こるであろう誤警報を回避する。
【０１０３】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、動作検出器が通信モジュール１０２から送られてくるものと認識するＩＲ信号を送信するので、動作検出器は、検知している動きがユーザによるものであり侵入者によるものではないことを把握する。
【０１０４】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、動作検出器からのＩＲ送信を検出すると、動作検出器が認識する応答ＩＲ信号を送信する。また、一実施形態において、システム１００によって使用される前記ＩＲ追跡システムは、ホームセキュリティシステムとして使用され、家屋内のユーザの動きとユーザによらない他の動きの両方を追跡する。音響波動作検出器、マイクロ波動作検出器の少なくとも一方は、ＩＲ動作検出器と同様に、通信モジュール１０２とともに使用する場合もある。
【０１０５】
ＶＨＦ無線式システム（例えば、ＧＰＳ又はＶＨＦ無線位置確認システム等）と異なり、ＩＲ波、音響波、ミリ波の少なくとも１つ、いくつかのマイクロ波は、あまり有効に壁を通過しない。従って、システム１００においてＩＲ波、音響波、マイクロ波／ミリ波システムの少なくとも１つを使用して、家屋又はビルの地図を有さないユーザ１０１の位置を特定することができる。
壁を通過する周波数帯で動作する無線式システムは、家屋の地図と関連して使用する場合もある。一実施形態において、前記ＩＲシステムは、音波又は超音波システムに置き換えられるか、音波又は超音波システムによって増強される。一実施形態において、前記音波又は超音波システムの動作は、電波が赤外線波ではなく音波であることを除き前記ＩＲシステムの動作と同様である。
【０１０６】
一実施形態において、前記音波又は超音波システムは、ＲＦシステムと同様の測距機能を含む。一実施形態において、前記測距機能は、２周波位相比較システムを使用して、音響送信機から音響受信機までの距離を測定する。
【０１０７】
一実施形態において、ＩＲシステム３０１は、ビデオカメラ１０６にＩＲ信号を送信するために使用する場合もある。
【０１０８】
一実施形態において、システム１００は、周期的にユーザの位置を確認し（例えば、通信モジュール１０２と通信し）、ユーザ１０１が発見されない場合（例えば、システム１００が通信モジュール１０２に連絡できない場合）、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一人に知らせる。一実施形態において、システム１００は、ユーザの位置を確認し、ユーザ１０１が自身にとって危険なエリアから逃れた又は危険なエリアにいる場合、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一人に知らせる。
【０１０９】
一実施形態において、システム１００は、ユーザと通信するために使用する場合もある。システム１００は、ユーザの動作、行為、環境に関するフィードバックを受信するので、ユーザの振舞い及び語彙の様々な態様を学習することができる。
【０１１０】
一実施形態において、システム１００は、通信モジュール１０２内のマイクを介して入力されるユーザが作った音（例えば、コマンド）を認識するように構成し、並びに通信モジュール１０２及びプロセッサ１３０内の信号処理機能を認識するように構成する。当該ユーザ「音声認識」システムは、例えば、フォルマント構造、ピッチ、音量、分光分析等の音響特性を基に識別することができる。
【０１１１】
当該コンピュータがユーザによって生成された音の背後にあるメッセージを認識したら、それに応じて、システム１３０は、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方にメッセージを供給するか、ユーザの環境において処置を講ずるかのいずれかによって応答することができる。
【０１１２】
従って、例えば、ユーザ１０１は、外気温についてシステム１００に問い合わせ、家庭用自動温度調節器を設定し、電灯のオン・オフ等をすることができる。
【０１１３】
一実施形態において、システム１３０は、世話人に連絡するために、通信アクセス（例えば、インターネットアクセス、セルラ式電話アクセス、ポケットベルアクセス等）を備える。
【０１１４】
代替の実施例においては、ユーザが助けを必要としていることを示す音を出した場合、システム１３０は世話人又は緊急対策サービスに連絡することができる。
【０１１５】
一実施形態において、システム１００は、ユーザの音声を認識するので、部外者又は見知らぬ人がそのエリアに入り音を出すと、システム１００は、部外者又は見知らぬ人がエリアにいることを認識し、適切な処置を講じる（例えば、世話人、緊急対策サービス、セキュリティサービス等に通知する）ことができる。
【０１１６】
一実施形態において、システム１００は、センサ１２９を用いて、例えば、屋内の温度、外気温、雨、湿度、降水量、日光等の周辺状況を監視し、また、当該情報を用いてユーザの健康を管理する。
【０１１７】
日光センサ、コンピュータ１０３、ユーザ１０１の少なくとも１つから入手可能な時刻を用いて、システム１００は、屋外が明るいか暗いか、朝か夜か、雨が降っている、曇り等をユーザ１０１が把握するのを支援するために使用することができる。
【０１１８】
図６は、システム１００を制御するための、また、システム１００からの情報を受信するための遠隔制御装置１１２の構成を示すブロック図である。遠隔制御装置１１２は、全てプロセッサ６０１に対し設けられる、マイク６０４と、スピーカ６０６と、キーボード（又はキーパッド）６１２と、ディスプレイ６１３と、第１ＲＦトランシーバ６０２とを含む。
【０１１９】
遠隔制御装置１１２は、ＲＦトランシーバを用いてコンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方と通信し、ステータス情報を受信し、システム１００に命令を送信する。遠隔制御装置１１２を用いて、世話人は、ユーザ１０１の位置、健康、及び状態をチェックすることができる。
【０１２０】
また、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方は、遠隔制御装置１１２を使用して、システム１００及びユーザ１０１に指示を送ることができる。例えば、マイク６０４を用いて、世話人は、ユーザ１０１に話すことができる。
【０１２１】
一実施形態において、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方は、ユーザ１０１の位置を表示するためにディスプレイ６１３にディスプレイ情報を送信する。
【０１２２】
ユーザの位置が確認されない場合、システム１００は、「ユーザ発見できない」なるメッセージを送信し、ネットワーク接続１０８、モデム１３０、遠隔制御装置１１２の少なくとも１つを用いて、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方に連絡を試みることができる。
【０１２３】
システム１００が、ユーザが逃げたと判断した場合、システム１００は「ユーザ行方不明」なるメッセージを送信し、ネットワーク接続１０８、モデム１３０、遠隔制御装置１１２の少なくとも１つを用いて、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方に連絡を試みることができる。
【０１２４】
システム１００の無線ユニットのそれぞれは、ベースユニット１０４（又は中継器１１３）と通信するための無線通信トランシーバ３０２を含む。
【０１２５】
従って、以下に続く説明は、一般に、例として通信モジュール１０２を指しており、これに制限するものではない。同様に、以下の説明は、一般に、例としてベースユニット１０４を指しており、これに制限するものではない。また、中継器１１３が通信モジュール１０２の通信範囲を拡張するのに有用であるが、全ての構成に必要なわけではないことは、当業者に理解できる。
【０１２６】
通信モジュール１０２は、報告する必要のある状況を検出すると、中継ユニット１１３と通信し、発生に関するデータを供給する。中継ユニット１１３は、当該データをベースユニット１０４に転送し、ベースユニット１０４は、当該情報をコンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）に転送する。コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、当該データを評価し、適切な処置をとる。コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）が当該状況が緊急であると判断した場合、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、電話通信、インターネット、遠隔制御装置１１２、モニタ１０８、コンピュータモニタ等を通して世話人に連絡する。
【０１２７】
コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、当該状況が報告を正当化するものではあるが緊急ではないと判断した場合、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方が、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）からの状況報告を要求したときに、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方に追って報告するためのデータを記録（ログ）しておく。
【０１２８】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、内蔵電源（例えば、電池、太陽電池、燃料電池等）を有する。節電のため、通信モジュール１０２は、通常、低電力モードに設定される。
【０１２９】
一実施形態において、比較的少ない電力を必要とするセンサを用いて、低電力モードの間、通信モジュール１０２は、定期的なセンサ読み取りを行い、読み取り値を評価して、中央コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）にデータを送信する必要がある状況（以下、変則状況とする）か否かを判断する。
【０１３０】
一実施形態において、比較的多くの電力を必要とするセンサを用いて、低電力モードの間、通信モジュール１０２は、周期的にセンサ読み取りを行い評価する。かかるセンサ読み取りとして、例えば、マイク３０４からの音サンプル、位置確認センサ３０１、３０２、３０３、マイク３０４の少なくとも１つからの位置読み取り、ＲＦＩＤタグ１７０からの位置読み取り等が挙げられる。前記変則状況が検出された場合、通信モジュール１０２は「ウェイクアップ（復帰）」し、中継器１１３を通してベースユニット１０４との通信を開始する。
【０１３１】
また、プログラムされた周期で、通信モジュール１０２は、「ウェイクアップ（復帰）」し、ステータス情報（例えば、電源レベル、自己診断情報等）をベースユニット１０４に送信し、命令がないか一定時間の間情報収集している。
【０１３２】
また、一実施形態において、通信モジュール１０２は、タンパー検出器を含む。通信モジュール１０２に不正変更（例えば、誰かが通信モジュール１０２を取り外した、ユーザが通信モジュール１０２をどうにかして取り出してしまった等）が検出されると、通信モジュール１０２は、ベースユニット１０４にかかる変更を報告する。
【０１３３】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、双方向通信を提供し、ベースユニット１０４からデータ、命令の少なくとも一方を受信するように構成する。従って、例えば、ベースユニット１０４は、通信モジュール１０２に対し、付加測定を行う、スタンバイモードに入る、ウェイクアップ（復帰）する、電池の状態を報告する、ウェイクアップする周期を変更する、自己診断を行ってその結果を報告する等を命令することができる。一実施形態において、通信モジュール１０２は、当該モジュールの健康及び状態（例えば、自己診断の結果、電池の状態等）を定期的に報告する。
【０１３４】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、マイク３０４からの音響データが音量閾値を超える場合、他のセンサが当該音響データをデジタル化し格納する必要があると示す場合、の少なくとも一方にかかる音響データをサンプリングしてデジタル化し、格納する。
【０１３５】
例えば、音声コマンドを送信する際、ユーザ１０１は、キーパッド３３３上のボタンを押して音声コマンドが与えられていることを示すことができる。また、ユーザ１０１は、キーパッド３３３を用いて、通信モジュール１０１にコマンドを入力することができる。
【０１３６】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、２つのウェイクアップモード、つまりセンサ測定（及び必要と判断されれば、報告）を行うための第１ウェイクアップモードと、中央コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）から命令がないか情報収集するための第２ウェイクアップモードとを含む。これら２つのウェイクアップモード、又は２つのモードの組み合せは、様々な周期で発生しても良い。
【０１３７】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、中継ユニット１１３と通信するためにスペクトラム拡散方式を使用する。一実施形態において、通信モジュール１０２は、符号分割多元接続（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ、ＣＤＭＡ）方式を使用する。
【０１３８】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、周波数ホッピング方式スペクトラム拡散を使用する。一実施形態において、通信モジュール１０２は、システム１００の他のＲＦユニットと通信モジュール１０２とを区別するアドレス又は識別（ＩＤ）コードを有する。通信モジュール１０２からの送信であることが中継器１１３において識別できるように、通信モジュール１０２は、送信する通信パケットに自己のＩＤを付与する。中継器１１３は、当該通信モジュール１０２のＩＤを通信モジュール１０２に送信するデータ、命令の少なくとも一方に付与する。一実施形態において、通信モジュール１０２は、他のＲＦユニット宛てのデータ、命令の少なくとも一方を無視する。
【０１３９】
一実施形態において、通信モジュール１０２はリセット機能を含む。一実施形態において、前記リセット機能は、通信モジュール１０２上のリセットスイッチによってアクティブになる。一実施形態において、前記リセット機能は、通信モジュール１０２に電源が投入されると起動する。一実施形態において、通信モジュール１０２がプログラミングのための有線接続によってコンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に接続すると、前記リセット機能がアクティブになる。一実施形態において、前記リセット機能は、所定の時間間隔の間だけ起動している。リセット周期の間、トランシーバ３０２は、受信モードになり、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）から識別コードを受信することができる。
【０１４０】
一実施形態において、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、所望の識別コードを無線で送信する。一実施形態において、前記識別コードは、例えば、ＵＳＢ接続、ファイヤワイヤ接続等の電気コネクタを通して、通信モジュール１０２をコンピュータに接続することによってプログラムされる。
【０１４１】
一実施形態において、通信モジュール１０２への電気的接続は、電源３０３を接続するために用いるコネクタを介して変調制御信号（電力線搬送信号）を送信することで提供できる。一実施形態において、外部プログラマは、電力及び制御信号を供給する。
【０１４２】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、９００ＭＨｚ帯の中継器１１３と通信する。当該帯域は、建造物内及び周辺に通常見られる壁等の障害を通過して良好な送信を提供する。
【０１４３】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、９００ＭＨｚ帯より上、下の少なくとも一方の帯域にある中継器１１３と通信する。一実施形態において、通信モジュール１０２、中継器１１３、ベースユニット１０４の少なくとも１つは、無線周波数チャネルにのせて送信する前又は送信開始前に当該チャネルでの情報収集をおこなう。当該チャネルが（例えば、別の中継器、コードレス電話等の別の装置によって）使用中である場合、当該センサ、中継器、ベースユニットの少なくとも１つは他のチャネルに変更する。
【０１４４】
一実施形態において、通信モジュール１０２、中継器、ベースユニットの少なくとも１つは、干渉がないか無線周波数チャネルを情報収集し、アルゴリズムを用いて干渉を回避して送信するための次のチャネルを選択するように周波数ホッピングして調整する。
【０１４５】
従って、例えば、一実施形態において、通信モジュール１０２が危険状態（例えば、ユーザ１０１が喉を詰められている、又は痛さのあまり泣いている）を検知し、連続送信モードに入った場合、通信モジュール１０２は、送信に先立ってチャネルをテストしておき（例えば、情報収集）、遮断されている、使用中である、又は妨害されているチャネルを回避する。
【０１４６】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、ベースユニット１０４から、メッセージを受信したという受け取りの確認通知を受信するまで、データを送信し続ける。一実施形態において、普通の優先順位を有するデータ（例えば、ステータス情報）の場合、通信モジュール１０２は、送信すると、受け取りの確認通知が到着するのを待たない、また、高い優先順位を有するデータの場合、通信モジュール１０２は、受け取りの確認通知を受信するまで送信する。
【０１４７】
中継ユニット１１３は、通信モジュール１０２とベースユニット１０４との間の通信トラヒックを中継するように構成する。中継ユニット１１３は、一般に、いくつかの他の中継ユニットを有する環境において動作する。
【０１４８】
一実施形態において、中継器１１３は、内蔵電源（例えば、電池、太陽電池、燃料電池等）を有する。一実施形態において、中継器１１３は、家庭の電源に対して設けられる。
【０１４９】
一実施形態において、中継ユニット１１３は、送信していない又は送信のため待ち受けているときに低電力モードに入る。一実施形態において、中継器１１３は、ベースユニット１０４及び通信モジュール１０２と通信するためにスペクトラム拡散方式を使用する。
【０１５０】
一実施形態において、中継器１１３は、ベースユニット１０４及び通信モジュール１０２と通信するために周波数ホッピング方式スペクトラム拡散を使用する。一実施形態において、中継ユニット１１３は、アドレス又は識別（ＩＤ）コードを有し、発信源が当該中継器である通信パケット（つまり、転送中でないパケット）に当該アドレスを付加する。
【０１５１】
一実施形態において、ベースユニット１０４は、通信モジュールユニット１０２宛ての通信パケットを送信することによって通信モジュール１０２と通信する。当該通信モジュールユニット１０２宛て通信パケットは、中継器１１３が受信する。中継器１１３は、当該通信モジュール１０２宛て通信パケットを、通信モジュールユニット１０２に送信する。
【０１５２】
一実施形態において、通信モジュールユニット１０２、中継ユニット１１３、及びベースユニット１０４は、周波数ホッピング方式スペクトラム拡散（ＦＨＳＳ）、別名チャネルホッピングとも呼ばれる方式を用いて通信する。
【０１５３】
周波数ホッピング方式無線システムは、他の干渉信号を回避し、衝突を回避する利点を提供する。さらに、１周波数で連続して送信しないという規制上の利点がシステムに与えられる。チャネル‐ホッピング送信機は、連続送信の期間が終わると、又は干渉に遭遇したとき周波数を変更する。これらのシステムでは、送信電力がより高く、帯域内輻射に対して緩やかな制限を有する。ＦＣＣ規制は、１チャネル当たりの送信時間を１２００ミリ秒までに制限している（当該送信機が周波数を変更しなくてはならなくなる前のチャネル帯域幅に応じて１０〜２０秒の時間に渡って平均化される）。送信を再開するためにチャネルを変更する場合、最小周波数ステップというのがある。
【０１５４】
一実施形態において、通信モジュールユニット１０２、中継ユニット１１０、及びベースユニット１０４は、ＦＨＳＳを用いて通信し、任意の瞬間に、通信モジュール１０２及び中継ユニット１１３が異なったチャネル上にあるように、通信モジュールユニット１０２、中継ユニット１１０、及びベースユニット１０４は、同期していない。かかるシステムにおいて、ベースユニット１０４は、通信モジュールユニット１０２ではなく中継ユニット１１３に同期したホッピング周波数を用いて、通信モジュール１０２と通信する。
続いて、中継ユニット１１３が通信モジュールユニット１０２に同期したホッピング周波数を用いて通信モジュールユニット１０２にデータを転送する。かかるシステムは、ベースユニット１０４による送信と中継ユニット１１０による送信との衝突を大幅に回避する。
【０１５５】
一実施形態において、ＲＦユニット１０２、１１４〜１２２は、ＦＨＳＳを使用しており、同期していない。従って、任意の瞬間に、ユニット１０２、１１４〜１２２のうちののいずれか２つ以上が同じ周波数にのって送信することは、まずない。こうして、衝突が大幅に回避される。
【０１５６】
一実施形態において、衝突は、検出されないが、システム１００によって許容される。
衝突が起きた場合、衝突により喪失したデータは、次回、前記通信モジュールユニット群が通信モジュールデータを送信する際に効果的に再送信される。ユニット１０２、１１４〜１２２及び中継ユニット１１３が非同期モードで動作すると、衝突を起こすユニット群が異なったチャネルにホップするので、第２の衝突が起きない可能性が高くなる。
【０１５７】
一実施形態において、ユニット１０２、１１４〜１２２、中継ユニット１１３、ベースユニット１０４は、同じホッピング速度を使用する。一実施形態において、ユニット１０２、１１４〜１２２、中継ユニット１１３、及びベースユニット１０４は、同じ擬似ランダムアルゴリズムを用いて、チャネルホッピングを制御するが、開始速度が異なる。一実施形態において、ホッピングアルゴリズムのための開始速度は、ユニット１０２、１１４〜１２２、中継ユニット１１３、又はベースユニット１０４のＩＤから算出される。
【０１５８】
代替の実施形態において、ベースユニット１０４は、中継ユニット１１３宛ての通信パケットを送信することによって通信モジュール１０２と通信する。このとき、中継ユニット１１３に送られるパケットには、通信モジュールユニット１０２のアドレスが含まれている。中継ユニット１１３は、当該パケットから通信モジュール１０２のアドレスを抽出し、通信モジュールユニット１０２宛てのパケットを生成して送信する。
【０１５９】
一実施形態において、中継ユニット１１３は、通信モジュール１０２とベースユニット１０４との間の双方向通信を提供するように構成する。一実施形態において、中継器１１３は、ベースユニット１０４から命令を受信するように構成する。
従って、例えば、ベースユニット１０４は、中継器に対し、通信モジュール１０２に命令を送信する、スタンバイモードに入る、「ウェイクアップ（復帰）」する、電源状態を報告する、ウェイクアップ周期を変更する、自己診断を行い結果を報告する等の命令を出すことができる。
【０１６０】
ベースユニット１０４は、直接又は中継器１１３を通して、複数のＲＦユニットから測定された通信モジュールデータを受信するように構成する。また、ベースユニット１０４は、中継ユニット１１３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に命令を送信する。
【０１６１】
ベースユニット１０４が通信モジュール１０２から緊急状態である可能性（例えば、ユーザが困っている）を示すデータを受信する場合、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方への通知を試行する。
【０１６２】
一実施形態において、コンピュータ１０４は、健康状態、電源状態（例えば、電池の充電）、及びＲＦユニット１０２、１１４〜１２２の全て及び中継ユニット１１３の現在の動作状況に関するデータベースを保持している。
【０１６３】
一実施形態において、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方は、各ユニット１０２、１１４〜１２２に命令を送信し、自己診断を行ってその結果を報告することによって、定期保守を自動的に実施する。コンピュータ１０３、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、かかる診断結果を収集して記録（ログ）する。
【０１６４】
一実施形態において、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、各ＲＦユニット１０２、１１４〜１２２に対して「ウェイクアップ（復帰）」周期と周期の間どれだけユニットが待つかを知らせるように命令を送信する。一実施形態において、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、ユニットの健康状態、電源状態、位置、使用頻度等に基づいて、ＲＦユニット別に異なったウェイクアップ周期を予定する。
【０１６５】
一実施形態において、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方は、データの種類及びユニットが収集するデータの緊急度に基づいて、通信モジュールユニット別に異なったウェイクアップ周期を予定表に登録する（例えば、通信モジュール１０２は、水ユニット１２０より高い優先順位を有しており、チェック頻度を相対的に高くする必要がある）。
【０１６６】
一実施形態において、ベースユニット１０４は、複数の中継器１１３に命令を送信し、故障した１つの中継器１１３を迂回して通信モジュール情報を転送する。
【０１６７】
一実施形態において、コンピュータ１０３、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、世話人、ユーザ１０１の少なくとも一方に、どのＲＦユニットが修理又は保守を必要としているかを伝える表示を生成する。
【０１６８】
一実施形態において、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、各通信モジュールのＩＤに応じて各ユーザ１０１の状態、位置の少なくとも一方を示すリストを保持する。
【０１６９】
一実施形態において、通信モジュール１０２のＩＤは、ユーザ１０１に埋め込まれたＲＦＩＤチップから取得される。一実施形態において、通信モジュール１０２のＩＤは、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方によって通信モジュールにプログラムされる。一実施形態において、通信モジュール１０２のＩＤは、各通信モジュールが固有のＩＤを有するように工場で通信モジュールにプログラムされる。
【０１７０】
一実施形態において、通信モジュール１０２、中継ユニット１１３の少なくとも一方が、受信した無線信号の強度を測定する（例えば、中継ユニット１１３から受信した信号の強度を通信モジュール１０２が測定し、通信モジュール１０２、ベースユニット１０４の少なくとも一方から受信した信号の強度を中継ユニット１１３が測定する）。
【０１７１】
通信モジュールユニット１０２、中継ユニット１１３の少なくとも一方は、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）にかかる信号強度測定値を報告する。コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、信号強度測定値を評価し、システム１００のＲＦユニットの健康状態及び堅牢さを保証する。
【０１７２】
一実施形態において、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、信号強度情報を用いて、システム１００内の無線通信トラヒックを別の経路で送信する。従って、例えば、中継ユニット１１３がオフラインになった、又は通信モジュールユニット１０２との通信に困難がある場合、コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、別の中継ユニットに命令を送信することができる。
【０１７３】
図８は、中継ユニット１１３の構成を示すブロック図である。中継ユニット１１３において、第１トランシーバ８０２及び第２トランシーバ８０４は、制御装置８０３に対して設けられる。制御装置８０３は、一般に、電力、データ、及び制御情報をトランシーバ８０２、８０４に供給する。電源８０６は、制御装置８０３に対し設けられる。
【０１７４】
ベースユニット１０４に通信モジュールデータを中継する場合、制御装置８０３は、第１トランシーバ８０２からデータを受信し、第２トランシーバ８０４にデータを供給する。
【０１７５】
ベースユニット１０４から通信モジュールユニットに命令を中継する場合、制御装置８０３は、第２トランシーバ８０４からデータを受信し、第１トランシーバ８０２にデータを供給する。
【０１７６】
一実施形態において、制御装置８０３がデータの待ち受け状態にない期間は、制御装置８０３は、トランシーバ８０２、８０４を低電力モードにして節電する。また、制御装置８０３は、電源８０６を監視し、例えば、自己診断情報、電源８０６の健康状態に関する情報の少なくとも一方のステータス情報をベースユニット１０４に供給する。
【０１７７】
一実施形態において、制御装置８０３は、一定周期でベースユニット１０４にステータス情報を送信する。一実施形態において、制御装置８０３は、ベースユニット１０４から要求があった場合、ベースユニット１０４にステータス情報を送信する。一実施形態において、制御装置８０３は、故障状態（例えば、低電源、電源異常等）が検出された場合、ベースユニット１０４にステータス情報を送信する。
【０１７８】
図９は、ベースユニット１０４の構成を示すブロック図である。ベースユニット１０４において、トランシーバ９０２及びコンピュータインタフェース９０４は、制御装置９０３に対して設けられる。
【０１７９】
制御装置９０３は、一般に、データ及び制御情報をトランシーバ９０２及びインタフェースに供給する。インタフェース９０４は、監視しているコンピュータ１０３上のポートに対して設けられる。インタフェース９０４は、例えば、イーサネット（登録商標）、無線イーサネット（登録商標）、ファイヤワイヤポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、ブルートゥース等の標準的なコンピュータデータインタフェースである場合もある。
【０１８０】
一実施形態において、世話人、ユーザの少なくとも一方は、コンピュータ１０３が供給するリストからユーザの年齢及び経験レベルを選択する。コンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）は、ユーザの経験に基づいて指導環境を調整する。
【０１８１】
一実施形態において、離れたところにいる指導員は、インターネット又は電話モデムを用いて、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方に接続し、離れたままユーザを訓練する、又は他の対話をユーザに提供する。
【０１８２】
図１０は、家屋の一部を建築図面的に描いた間取り図で、家屋一帯でユーザの動きを検知するために位置確認センサを配置した例を示している。図１０において、検知範囲が比較的狭いセンサが、戸口又は主要通路（例えば、玄関ホール、階段等）に配置され、家屋を通るユーザの一般的な動きを追跡する。位置確認システムユニット１０２０〜１４２３は、戸口内又は付近に配置され、位置確認システムユニット１０２４は、階段に配置される。
【０１８３】
一実施形態において、位置確認システムユニット１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２は、通信モジュール１０２内の赤外線システム３０１と通信してユーザの動きを追跡するための比較的狭い検知範囲の比較的見通し通信を提供する、赤外線センサである（又はかかる赤外線センサを含む）。
【０１８４】
ユーザが位置確認システムユニット１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２を通過すると、当該センサは、通信モジュール１０２と通信してユーザの経路を記録する。続いて、当該情報は、通信モジュール１０２若しくは位置確認ユニット１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２によってコンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）に送り返される。また、一実施形態において、位置確認システムユニット１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２は、ホームセキュリティシステムのための動作検出器として動作する。
【０１８５】
一実施形態において、位置確認システムユニット１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２は、通信モジュール１０２内の音響システムと通信してユーザの動きを追跡するための比較的狭い検知範囲の比較的見通し通信を提供する、音響センサである（又はかかる音響センサを含む）。
【０１８６】
ユーザが位置確認システム１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２を通過すると、当該センサは、通信モジュール１０２と通信してユーザの経路を記録する。続いて、当該情報は、通信モジュール１０２若しくは位置確認システムユニット１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２によってコンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）に送り返される。また、一実施形態において、位置確認システムユニット１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２は、ホームセキュリティシステム用の動作検出器として動作する。
【０１８７】
一実施形態において、位置確認システムユニット１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２は、通信モジュール１０２内のＲＦシステム３０４と通信してユーザの動きを追跡するための比較的狭い検知範囲の比較的見通し通信を提供する、比較的電力の低いマイクロ波送信機又は受信機である（若しくはかかる送信機又は受信機を含む）。
【０１８８】
ユーザが位置確認システムユニット１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２を通過すると、前記センサは、通信モジュール１０２と通信してユーザの経路を記録する。続いて、当該情報は、通信モジュール１０２若しくは位置確認システムユニット１０２０〜１４２４又は１０１０〜１４１２によってコンピュータ１０３（、ユーザ１０１の少なくとも一方）に送り返される。
【０１８９】
一実施形態において、ＲＦＩＤタグ１０５０は、規定のグリッド上のカーペットに設けられ、そのため敷かれているカーペットが当該エリアにおいてＲＦＩＤタグのグリッドを形成する。一実施形態において、ＲＦＩＤタグ１０５０は、カーペットの下敷きと関連して設けられる。
【０１９０】
一実施形態において、コンピュータシステム１０３、通信モジュール１０２の少なくとも一方は、家屋の地図を備え、当該地図に対するユーザの位置を表示する。
【０１９１】
一実施形態において、システム１００の１つ以上の無線周波数アスペクトは、一般的な通信のために８００〜１１００ＭＨｚの周波数帯を使用する。一実施形態において、システム１００の無線周波数アスペクトのうちの１つ以上は、緊急通信のため又は通信距離をより長くするために、８００ＭＨｚ以下の周波数を使用する。一実施形態において、通信モジュール１０２にあるトランシーバの周波数特性は、調整可能であり、ベースユニット１０４及び通信モジュール１０２は、依然、充分な通信信頼性を提供しながら、節電する通信周波数を使用するように構成する。
【０１９２】
一実施形態において、システム１００の１つ以上の無線周波数アスペクトは、比較的短い距離の通信（例えば、部屋内での通信）のために１１００ＭＨｚ以上の周波数を使用する。一実施形態において、ベースユニット１０４、１つ以上の中継器１１３の少なくとも１つは、通信モジュール１０２から受信する電波の放射方向を決定するための方向探知アンテナを含む。
【０１９３】
一実施形態において、ベースユニット１０４、１つ以上の中継器１１３の少なくとも１つは、通信モジュール１０２の方向にアンテナゲインを増大させるためのアダプティブアンテナを含む。一実施形態において、ベースユニット１０４、１つ以上の中継器１１３の少なくとも１つは、干渉ノイズを打ち消すためのアダプティブアンテナを含む。
【０１９４】
一実施形態において、通信モジュール１０２は、無線通信機能と、音響波通信機能と、赤外線通信機能とを含む。一実施形態において、システム１００は、状況に応じて、無線周波数、音響波通信又は赤外線通信を用いて通信モジュール１０２と通信する。例えば、通信距離が比較的短い場合は音響波、赤外線、又は比較的高い無線周波数を用い、一方、通信距離が比較的長い場合は比較的低い無線周波数を用いる。
【０１９５】
さまざまな実施形態を記載してきたが、他の実施形態も当業者の当該技術範囲内にあるものである。従って、目の不自由な人のためという観点で記載してきたが、かかる記載は、便宜上のものであり、これに制限するためのものではない。本発明は、請求項によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１Ａ】本発明の盲人用管理及びナビゲーションシステムの構成要素をユーザが装着している様子を示す図である。
【図１Ｂ】本発明の通信及びナビゲーションシステムを構成する様々なシステム構成要素を示す図である。
【図２】本発明の通信及びナビゲーションシステムを構成する要素間の通信を示す図である。
【図３Ａ】腕、ベルト等に着用される本発明の通信モジュールの構成を示すブロック図である。
【図３Ｂ】足首、靴中等に着用される本発明のタグリーダモジュールの構成を示すブロック図である。
【図３Ｃ】耳に着用される本発明のイヤホンの構成を示すブロック図である。
【図４】ＲＦＩＤタグによってマークされた経路を示す図である。
【図５】ＲＦＩＤタグによってマークされた２方向経路の一実施形態を示す図である。
【図６】本発明の管理及びナビゲーションシステムの機能を制御するためであり、また、本発明の管理ナビゲーションシステムからのデータを表示するための遠隔制御装置を示す図である。
【図７】前記遠隔制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の中継ユニットの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明のベースユニットの構成を示すブロック図である。
【図１０】家屋の一部を建築図面的に描いた間取り図で、家屋一帯でユーザの移動を検知するために本発明のロケーションセンサ及びＲＦＩＤタグを配置した例を示す。
【図１Ａ】
2008523388.tif 000003
【図１Ｂ】
2008523388.tif 000004
【図２】
2008523388.tif 000005
【図３Ａ】
2008523388.tif 000006
【図３Ｂ】
2008523388.tif 000007
【図３Ｃ】
2008523388.tif 000008
【図４】
2008523388.tif 000009
【図５】
2008523388.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月16日(2007.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤリーダモジュールと、
前記ＲＦＩＤリーダモジュールと無線双方向ハンドシェーキング通信を用いて通信するように構成する通信モジュールとを含み、
前記通信モジュールは、前記ＲＦＩＤリーダモジュールによって読み込まれる複数のＲＦＩＤタグからのデータを用いて、前記複数のＲＦＩＤタグの中の前記ＲＦＩＤリーダモジュールの位置を算出するように構成し、
前記通信モジュールは、前記位置をユーザ側に伝えるように構成する、ことを特徴とするナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記通信モジュールは、音響入力装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記通信モジュールは、音響出力装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項４】
前記通信モジュールは、振動子装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項５】
前記通信モジュールは、キーパッド入力装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項６】
前記通信モジュールは、赤外線受信部をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項７】
前記通信モジュールは、赤外線送信部をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項８】
前記通信モジュールは、ＧＰＳ受信機をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項９】
前記通信モジュールは、慣性運動装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１０】
前記通信モジュールは、２軸慣性運動装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１１】
前記通信モジュールは、３軸慣性運動装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１２】
前記通信モジュールは、加速度計をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１３】
前記通信モジュールは、ＲＦ位置確認システムをさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１４】
前記通信モジュールは、ＲＦＩＤタグ読取装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１５】
前記ＲＦＩＤタグは、前記位置の説明を前記ユーザ側に提供するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１６】
ビデオをさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１７】
顔認識システムをさらに含む、ことを特徴とする請求項１６記載のナビゲーションシステム。
【請求項１８】
ビデオモニタをさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項１９】
一つ以上の中継器をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２０】
エリア周辺に配置される１つ以上の位置確認システムユニットをさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２１】
前記位置確認システムユニットのうち１つ以上は、前記通信モジュールの位置確認及び追跡のために赤外線放射を用いるように構成する、ことを特徴とする請求項２０記載のナビゲーションシステム。
【請求項２２】
前記位置確認システムユニットのうち１つ以上は、前記通信モジュールの位置確認及び追跡のために音響波を用いるように構成する、ことを特徴とする請求項２０記載のナビゲーションシステム。
【請求項２３】
前記位置確認システムユニットのうち１つ以上は、前記通信モジュールの位置確認及び追跡のために電磁波を用いるように構成する、ことを特徴とする請求項２０記載のナビゲーションシステム。
【請求項２４】
前記位置確認システムユニットのうち一つ以上は、ホームセキュリティシステムのために動き検出器をさらに含む、ことを特徴とする請求項２０記載のナビゲーションシステム。
【請求項２５】
前記通信モジュールは、移動電話を含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２６】
前記通信モジュールは、ＧＰＳ受信機を含み、前記通信モジュールが、一つ以上の位置確認ＲＦＩＤタグから位置情報を得るように構成し、
前記ＲＦＩＤタグリーダ装置が前記一つ以上の位置確認ＲＦＩＤタグから位置情報を読み込むために射程内の場合に、前記ＧＰＳ受信機から位置情報を取得可能なときに、前記通信モジュールは前記ＧＰＳ受信機から位置を得るように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２７】
前記通信モジュールは、中間地点情報をユーザ側に供給するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２８】
前記通信モジュールは、ＧＰＳ中間地点情報をユーザ側に供給するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項２９】
前記通信モジュールは、位置確認ＲＦＩＤタグの中間地点情報をユーザ側に供給するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３０】
前記通信モジュールは、セルラ式電話ネットワークから中間地点情報を受信するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３１】
前記通信モジュールは、セルラ式電話ネットワークを用いて位置確認情報を送信するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３２】
前記通信モジュールは、ユーザがビルに入る場合に、ビルの地図情報を受信するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３３】
前記通信モジュールは、地域エリア地図情報を受信するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３４】
前記通信モジュールは、選択されるエリアの歩道地図情報を格納するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３５】
前記歩道地図情報が、街路交差点のような潜在的に危険な場所の位置を含む、ことを特徴とする請求項３４記載のナビゲーションシステム。
【請求項３６】
前記歩道地図情報が、車道のような潜在的に危険な場所の位置を含む、ことを特徴とする請求項３４記載のナビゲーションシステム。
【請求項３７】
前記歩道地図情報が、石段のような潜在的に危険な場所の位置を含む、ことを特徴とする請求項３４記載のナビゲーションシステム。
【請求項３８】
前記通信モジュールは、動きを追跡し、ユーザが特定のスタート地点に戻るための帰還路を算出するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項３９】
第２のＲＦＩＤリーダモジュールをさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項４０】
慣性運動ユニットをさらに含み、
前記通信モジュールは、位置確認情報及び慣性運動ユニットからのデータを用いて、ユーザがどの方向に向かっていくかを決定するように構成する、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【請求項４１】
電子方位計をさらに含む、ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
【国際調査報告】
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