(57)【要約】【課題】歩行者の能力をうまく発揮させ、かならずしも特定のインフラを必要とせずに歩行者の歩行を支援できる歩行者用自律航法装置と歩行者用自律航法を提供しようとする。【解決手段】従来の歩行者の歩行を支援する歩行者用自律航法装置にかわって、歩行者の移動した量を推測する基礎となりうる携帯可能なセンサと、歩行者の計画した歩行経路に沿って設定した基準点の位置である基準位置を予め記憶する経路記憶手段と、前記センサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される推測位置を導出する位置推測手段と、前記推測位置から前記歩行経路上の進行方向の前方にある前記基準位置である目標基準位置へ向かう方位である目標方位を計算する方位計算手段と、前記目標方位を歩行者に知らせる方位教示手段と、を備え、所定のタイミングで前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えるものとした。【選択図】    図３
2004212146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行者の歩行を支援する歩行者用自律航法装置であって、
歩行者の移動した量を推測する基礎となりうる携帯可能なセンサと、
歩行者の計画した歩行経路に沿って設定した基準点の位置である基準位置を予め記憶する経路記憶手段と、
前記センサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される推測位置を導出する推測手段と、
前記推測位置から前記歩行経路上の進行方向の前方にある前記基準位置である目標基準位置へ向かう方位である目標方位を計算する方位計算手段と、
前記目標方位を歩行者に知らせる方位教示手段と、
を備え、
所定のタイミングで前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換える、
ことを特徴とする歩行者用自律航法装置。
【請求項２】
前記位置推測手段が、
前記センサの出力を基礎に歩行者の移動方位と移動距離とを推測する移動推測手段と、
前記推測位置と前記移動方位と前記移動距離とから新たな前記推測位置を計算する位置計算手段と、
を有する事を特徴とする請求項１に記載の歩行者用自律航法装置。
【請求項３】
前記推測位置から前記目標基準位置までの距離である目標距離を計算する距離計算手段と、
前記目標距離を歩行者に知らせる距離教示手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２のうちのひとつに記載の歩行者用自律航法装置。
【請求項４】
前記センサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される高度を導出する高度推測手段と、
前記高度を歩行者に知らせる高度教示手段と、
備える事を特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の歩行者用自律航法装置。
【請求項５】
前記所定のタイミングは、歩行者が選択した時点であること、
を特徴とする請求項１乃至は請求項４に記載の歩行者用自律航法装置。
【請求項６】
前記所定のタイミングは、前記推測位置と前記目標基準位置との距離が所定の値を下回った時点であること、
を特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の歩行者用自律航法装置。
【請求項７】
前記基準位置が、歩行者が視覚以外の感覚で識別可能な位置であることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の歩行者用自律航法装置。
【請求項８】
歩行者の歩行を支援する歩行者用自律航法であって、
歩行者の計画した歩行経路に沿って設定した基準点の位置である基準位置を予め記憶する経路記憶工程と、
歩行者の携帯するセンサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される推測位置を導出する位置推測工程と、
前記推測位置から前記歩行経路上の進行方向の前方にある前記基準位置である目標基準位置へ向かう方位である目標方位を計算する方位計算工程と、
前記目標方位を歩行者に知らせる方位教示工程と、
所定のタイミングで前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えるデータ置き換え工程と、
を備えることを特徴とする歩行者用自律航法。
【請求項９】
前記位置推測工程が、
前記センサの出力を基礎に歩行者の移動方位と移動距離とを推測する移動推測工程と、
前記推測位置と前記移動方位と前記移動距離とから新たな前記推測位置を計算する位置計算工程と、
を有する事を特徴とする請求項８に記載の歩行者用自律航法。
【請求項１０】
前記推測位置から前記目標基準位置までの距離である目標距離を計算する距離計算工程と、
前記目標距離を歩行者に知らせる距離指示工程と、
を備えることを特徴とする請求項８または請求項９のうちのひとつに記載の歩行者用自律航法。
【請求項１１】
前記センサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される高度を導出する高度推測工程と、
前記高度を歩行者に知らせる高度教示工程と、
備える事を特徴とする請求項８乃至請求項１０に記載の歩行者用自律航法。
【請求項１２】
前記所定のタイミングは、歩行者が選択した時点であること、
を特徴とする請求項８乃至は請求項１１に記載の歩行者用自律航法。
【請求項１３】
前記所定のタイミングは、前記推測位置と前記目標基準位置との距離が所定の値を下回った時点であること、
を特徴とする請求項８乃至請求項１２に記載の歩行者用自律航法。
【請求項１４】
前記基準位置が、歩行者が視覚以外の感覚で識別可能な位置であることを特徴とする請求項８乃至請求項１４に記載の歩行者用自律航法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歩行者の歩行を支援する歩行者用自律航法装置と歩行者用自律航法に係る。特に、歩行者の現在位置を推測する手段と工程に特徴が有り、いわゆる推測航法に採用するのに好適な歩行者用自律航法装置と歩行者用自律航法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
視覚障害者は、社会人として活躍するために、一人でどこへでもいける行動力が要求される。車による事故・転落・障害物への衝突などの危険の中で安全に行動するために、自覚障害者は、白杖を用い、正確で迅速な状況判断をしながら、歩行する。
しかし、現在の複雑多様な道路状況と交通状態のなかを歩くには危険が大い。
そこで、歩行者の歩行を支援する各種の装置、システムが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００１ー３４４６８８は、「視覚障害者を目的地まで誘導するための視覚障害者援助システムであって、前記目的地を含む所定の範囲において当該目的地と前記所定の範囲内に存在する障害物の位置をマップ情報として記憶したメモリと、前記所定の範囲において複数箇所に配置され少なくともその配置箇所の位置情報を含む信号を送信する送信器と、システムを利用する視覚障害者に装着され前記送信器から送信された信号を受信する受信器と、システムを利用する視覚障害者が進行する方向を検出する方位センサを具え、当該方位センサの出力と前記受信器が受信した送信機の位置情報と、前記メモリに記憶したマップ情報とに基づいて視覚障害者の現在位置から目的地または障害物までの距離とその方向を求める処理装置と、当該処理装置で求めた情報を出力する出力装置と、を具えた視覚障害者援助システム」を開示している。
【０００４】
かかる構成により、「視覚障害者の現在位置と、現在位置から目的地または障害物までの距離と方向を認識することが可能であり、これを出力することによって、視覚障害者をより安全、かつ確実に目的地まで誘導することが可能となる。
【０００５】
一方、視覚障害者は、歩行を行なう際に白杖を用いる。視覚障害者は、歩行しながら、白杖を左右にふりながら、白杖の先で路面をつく。視覚障害者は、歩行中に一歩先を踏み出す地点をたえず確認し、路面の高さの変化を予知し、白杖で路面をつく際の音や路面質を判断し、障害物に直接ふれなくても具体的に何であるかを判断している。
また、視覚障害者は、いつもの経路を歩行する場合には、歩行に便利な様に各種の手がかりを記憶している。例えば、盲導鈴、いつもＢＧＭが流れている店、レジの音、風鈴、パン屋、魚屋、果物屋、花屋などのにおいのする店、足ごたえではマンホールの蓋、砂利道、アスファルト、道路の傾斜および点字ブロック等を記憶し、歩行の際の手がかりとしている。
また、視覚障害者は、一度もいったことがない目的地にいくときは、言葉によって道順の概要をおしえてもらい、教えられたことを頭の中で地図を描いて復唱する。この頭のなかのマップをメンタルマップとよぶ。視覚障害者は、このメンタルマップと、白杖から得られる情報、視覚以外の感覚で得た情報を基に、状況判断をして、目的地まで歩行する。
すなわち、視覚障害者は、目的地までの経路を歩行中に、視覚以外の感覚を利用して、常に自分の位置を確認し、また常にその時々の歩行方向と歩行距離を確認しながら歩行し、目的地まで達する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３４４６８８号公報
【特許文献２】
特開２０００−０７０２９７号公報
【特許文献３】
特開２０００−２４１５４４号公報
【特許文献４】
特開平０８−０８３１５６号公報
【特許文献５】
特開２０００−０００２６３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、従来提案されている視覚障害者の歩行を支援する装置は、道路上に送信機等のインフラ整備を必須としている。
視覚障害者は、インフラの整備を待たずに、社会への自由な活動を希望していると考えられる。
一方、視覚障害者は、このようなインフラのない場所でも、視覚以外の感覚を利用して、社会で活躍している。
発明者らは、このような状況と、視覚障害者の歩行技術に関する上記知見を基に、より視覚障害者の能力を発揮させ、よりシンプルなシステム構成により、より視覚障害者に利用しやすい歩行者のための歩行を支援する歩行者用自律航法装置と歩行者用自律航法を、案出しようとした。
【０００８】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、従来の歩行者の歩行を支援する歩行者用自律航法装置と歩行者用自律航法にかわって、歩行者の能力をうまく発揮させ、かならずしも特定のインフラを必要とせずに歩行者の歩行を支援できる歩行者用自律航法装置と歩行者用自律航法を提供しようとする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る歩行者の歩行を支援する歩行者用自律航法装置を、歩行者の移動した量を推測する基礎となりうる携帯可能なセンサと、歩行者の計画した歩行経路に沿って設定した基準点の位置である基準位置を予め記憶する経路記憶手段と、前記センサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される推測位置を導出する位置推測手段と、前記推測位置から前記歩行経路上の進行方向の前方にある前記基準位置である目標基準位置へ向かう方位である目標方位を計算する方位計算手段と、前記目標方位を歩行者に知らせる方位教示手段と、を備え、所定のタイミングで前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えるものとした。
【００１０】
上記本発明の構成により、携帯可能なセンサが歩行者の移動した量を推測する基礎となり、経路記憶手段が歩行者の計画した歩行経路に沿って設定した基準点の位置である基準位置を予め記憶し、位置推測手段が前記センサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される推測位置を導出し、方位計算手段が前記推測位置から前記歩行経路上の進行方向の前方にある前記基準位置である目標基準位置へ向かう方位である目標方位を計算し、方位教示手段が前記目標方位を歩行者に知らせるので、歩行者は教示された目標方位に従って目的基準位置へ移動し、所定のタイミングで前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えるので、歩行経路の前方の基準位置が新たな目標基準位置に設定され、歩行者は歩行経路に沿って歩行することができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法装置は、前記位置推測手段が、前記センサの出力を基礎に歩行者の移動方位と移動距離とを推測する移動推測手段と、前記推測位置と前記移動方位と前記移動距離とから新たな前記推測位置を計算する位置計算手段と、を有するのが好ましい。
上記本発明の構成により、移動推測手段が前記センサの出力を基礎に歩行者の移動方位と移動距離とを推測し、位置計算手段が前記推測位置と前記移動方位と前記移動距離とから新たな前記推測位置を計算するので、初期値として最初の推測位置があたえられれば、センサの出力を基礎にして新たな推測位置を求めて、推測位置を順次更新できる。
【００１２】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法装置は、前記推測位置から前記目標基準位置までの距離である目標距離を計算する距離教示手段と、前記目標距離を歩行者に知らせる距離指示手段と、を備えるのが好ましい。
上記本発明の構成により、距離計算手段が前記推測位置から前記目標基準位置までの距離である目標距離を計算し、距離教示手段が前記目標距離を歩行者に知らせるので、歩行者は教示された目標方位に従って移動した際に、目標基準位置までの接近の程度を知ることが出来る。
【００１３】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法装置は、前記センサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される高度を導出する高度推測手段と、前記高度を歩行者に知らせる高度教示手段と、を備えるのが好ましい。
上記本発明の構成により、高度推測手段が前記センサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される高度を導出し、高度教示手段が前記高度を歩行者に知らせるので、歩行者は教示された目標方位に従って移動した際に、自身の位置の高度の変化を知ることができる。
【００１４】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法装置は、前記所定のタイミングは、歩行者が選択した時点である、のが好ましい。
上記本発明の構成により歩行者が選択した時点で前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えることができるので、歩行者が、自分の五感により得た情報により自分が目標基準位置へ達したと判断した時に、推測位置を目標基準位置のデータで置き換えると、推測位置の誤差が一定値を越えない。
【００１５】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法装置は、前記所定のタイミングは、前記推測位置と前記目標基準位置との距離が所定の値を下回った時点であるのが好ましい。
上記本発明の構成により、前記推測位置と前記目標基準位置との距離が所定の値を下回った時点で前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えるので、推測位置を新たな推測位置へ更新するに従って生じる推測位置と歩行者が位置する真の位置との間の差が一定値を越えない。
【００１６】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法装置は、前記基準位置が、歩行者が視覚以外の感覚で識別可能な位置であるのが好ましい。
上記本発明の構成により、前記基準位置が歩行者が視覚以外の感覚で識別可能な位置であるので、歩行者が視覚障害者である場合に、視覚障害者は自身の環境認識能力を使って、基準位置を認識できる。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る歩行者の歩行を支援する歩行者用自律航法を、歩行者の計画した歩行経路に沿って設定した基準点の位置である基準位置を予め記憶する経路記憶工程と、歩行者の携帯するセンサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される推測位置を導出する位置推測工程と、前記推測位置から前記歩行経路上の進行方向の前方にある前記基準位置である目標基準位置へ向かう方位である目標方位を計算する方位計算工程と、前記目標方位を歩行者に知らせる方位教示工程と、所定のタイミングで前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えるデータ置き換え工程と、を備えるものとした。
【００１８】
上記本発明の構成により、経路記憶工程で歩行者の計画した歩行経路に沿って設定した基準点の位置である基準位置を予め記憶し、位置推測工程で歩行者の携帯するセンサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される推測位置を導出し、方位計算工程で前記推測位置から前記歩行経路上の進行方向の前方にある前記基準位置である目標基準位置へ向かう方位である目標方位を計算し、方位教示工程で前記目標方位を歩行者に知らせるので、歩行者は教示された目標方位に従って目的基準位置へ移動し、所定のタイミングで前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えるので、歩行経路の前方の基準位置が新たな目標基準位置に設定され、歩行者は歩行経路に沿って歩行することができる。
【００１９】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法は、前記位置推測工程が、前記センサの出力を基礎に歩行者の移動方位と移動距離とを推測する移動推測工程と、前記推測位置と前記移動方位と前記移動距離とから新たな前記推測位置を計算する位置計算工程と、を有するのが好ましい。
上記本発明の構成により、移動推測工程で前記センサの出力を基礎に歩行者の移動方位と移動距離とを推測し、位置計算工程で前記推測位置と前記移動方位と前記移動距離とから新たな前記推測位置を計算するので、初期値として最初の推測位置があたえられれば、センサの出力を基礎にして新たな推測位置を求めて、推測位置を順次更新できる。
【００２０】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法は、前記推測位置から前記目標基準位置までの距離である目標距離を計算する距離計算工程と、前記目標距離を歩行者に知らせる距離教示工程と、を備えるのが好ましい
上記本発明の構成により、距離計算工程で前記推測位置から前記目標基準位置までの距離である目標距離を計算し、距離教示工程で前記目標距離を歩行者に知らせるので、歩行者は教示された目標方位に従って移動した際に、目標基準位置までの接近の程度を知ることが出来る。
【００２１】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法は、前記センサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される高度を導出する高度推測工程と、前記高度を歩行者に知らせる高度教示工程と、を備えるのが好ましい。
上記本発明の構成により、高度推測工程で前記センサの出力を基礎として歩行者の位置すると推測される高度を導出し、高度教示工程で前記高度を歩行者に知らせるので、歩行者は教示された移動方位に従って移動した際に、自身の位置の高度の変化を知ることができる。
【００２２】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法は、前記所定のタイミングは、歩行者が選択した時点であるのが好ましい。
上記本発明の構成により、歩行者が選択した時点で前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えることができるので、歩行者が、自分の五感により得た情報により自分が目標基準位置へ達したと判断した時に、推測位置を目標基準位置のデータで置き換えると、推測位置の誤差が一定値を越えない。
【００２３】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法は、前記所定のタイミングは、前記推測位置と前記目標基準位置との距離が所定の値を下回った時点であるのが好ましい。
上記本発明の構成により、前記推測位置と前記目標基準位置との距離が所定の値を下回った時点で前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えるので、推測位置を新たな推測位置へ更新するに従って生じる推測位置と歩行者が位置する真の位置との間の差が一定値を越えない。
【００２４】
さらに、本発明に係る歩行者用自律航法は、前記基準位置が、歩行者が視覚以外の感覚で識別可能な位置であるのが好ましい。
上記本発明の構成により、前記基準位置が歩行者が視覚以外の感覚で識別可能な位置であるので、歩行者が視覚障害者である場合に、視覚障害者は自身の環境認識能力を使って、基準位置を認識できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２６】
図１は、本発明に係る実施形態の機器構成図である。図２は、本発明に係る実施形態の機能ブロック図である。図３は、本発明に係る実施形態のフローチャート図である。図４は、本発明に係る実施形態のマップ情報の一例図１である。図５は、本発明に係る実施形態のマップ情報の一例図２である。
視覚障害者である歩行者が、自宅からビルの３階に到達するまでを例にとり、説明する。
【００２７】
歩行者用自律航法装置は、歩行者の歩行を支援する装置であって、処理装置１００とセンサ２００と教示装置３００と操作ボックス４００とマップ入力装置５００とで構成される。
処理装置１００とセンサ２００と教示装置３００と操作ボックス４００が一体となって、歩行者の身体に携帯可能である。
【００２８】
処理装置１００は、予めマップ入力装置５００から入力されたマップ情報を記憶し、センサ２００からのデータを入力し、マップ情報とデータを所定の手続きに従い処理して、教示装置３００により歩行者に歩行の支援をする情報を教示する装置である。
処理装置１００は、携帯可能なコンピュータであり、ＣＰＵとメモリとインタフェースとを備える。
ＣＰＵは、処理装置１００の中央演算部であり、予めメモリに記憶されたプログラムに従ってデータ処理を行う。
メモリは、処理装置１００の記憶部であり、データ処理プログラム、マップ情報、センサ出力データ等を保存する。
インターフェースは、インプットインターフェースとセンサインターフェースと歩行者インターフェースと信号変換器インターフェースとを備える。インプットインターフェースは、マップ入力装置５００の通信端子に繋がるインターフェースであり、例えば、ＲＳ２３２Ｃ等の通信端子である。センサインターフェースは、センサ２００の出力端子に繋がるインターフェースであり、例えば、シリアル又はパラレルの端子である。歩行者インターフェースは、歩行者の操作する操作ボックス４００と繋がるインターフェースであり、例えば、スイッチ端子である。信号変換器インターフェースは、教示装置３００に繋がるインターフェースであり、例えば、通信端子である。
【００２９】
センサ２００は、歩行者が携帯可能なセンサであり、ＧＰＳ受信機２１０、３軸磁気センサ２２０、３軸加速度センサ２３０、ジャイロセンサ２４０、及び高度計２５０を備える。
ＧＳＰ受信機２１０は、ＧＰＳの衛星信号を受信して、位置および高度を演算するセンサである。
３軸磁気センサ２２０は、地磁気を検知して、方位を演算するセンサである。
３軸加速度センサ２３０は、３軸の加速度を検知するセンサである。加速度を積分することにより、移動速度、移動距離を演算できる。
ジャイロセンサ２４０は、３軸の角加速度を検知するセンサである。角加速度を積分することにより、角速度、角度を演算できる。
高度計２５０は、高度を検出するセンサであり、例えば、気圧センサである。
【００３０】
教示装置３００は、信号変換器インターフェースを経由して処理装置１００から教示データを受け取り、歩行者に歩行を支援する情報を教示する装置であり、音声信号変換器３１０とスピーカ３２１と触針式表示器３２２と骨伝達装置３２３とを持つ。
音声信号変換器３１０は、処理装置１００から教示データを受け取り、教示データを音声信号に変換し、スピーカ３２１と触針式表示器３２２と骨伝達装置３２３とへ伝達する。
スピーカ３２１は、音声信号を音響に変換して出力する。歩行者は聴覚により教示データを認識できる。
触針式表示器３２２は、音声信号を触針の動きに変換して出力する。歩行者は触針を当てた皮膚の感覚により教示データを認識できる。
骨伝達装置３２３は、音声信号を頭部に接触された振動子の振動に変換して出力する。歩行者は頭骨を伝搬する振動により教示データを認識できる。
【００３１】
操作ボックス４００は、歩行者インターフェースを介して処理装置１００とインターフェースする操作ボックスである。歩行者は、操作ボックス４００の押しボタンをおして、処理装置１００にタイミングデータを送る。
【００３２】
マップ入力装置５００は、処理装置にマップ情報をインプットするための装置であり、例えば、インプットインターフェースに繋がったパソコンである。
マップ情報は、地図情報と経路情報とを持つ。地図情報は、歩行者が歩行する領域の道路状況と３次元位置情報等をデジタルデータ化した情報である。
経路情報は、歩行者が歩行する経路と経路に沿って人為的に設定した特定の地点（以下、基準点と呼ぶ。）の位置（以下、基準位置と呼ぶ。）等をデジタルデータ化した情報である。
教示装置３００は、地図情報を市販の地図情報や独自の地図情報から生成し、処理装置１００にインプットする。また、教示装置３００は、歩行者又は歩行者をサポートする者から経路情報を受け付け、デジタルデータ化して、処理装置１００にインプットする。
歩行経路の内、直線の経路と次にくる直線の経路の交点を基準点として自動生成することができる。また、マップ入力装置５００がマニュアルにより歩行経路上に基準点を設定することもできる。
図４乃至図５は、マップ情報の一例を示している。
【００３３】
次に、処理装置１００の内部構成を、図を基に、説明する。
図２は、処理装置１００の機能ブロックを示している。
処理装置１００は、経路記憶手段１１０と位置推測手段１２０と方位計算手段１３０と方位教示手段１４０と距離計算手段１５０と距離教示手段１６０と高度推測手段１７０と高度教示手段１８０とデータ置き換え手段１９０とを備える。
ソフトウエアが、各手段の機能を処理装置１００に実現する。
経路記憶手段１１０は、歩行者の計画した歩行経路に沿って設定した基準点の位置である基準位置を予め記憶する。主な基準点は、経路上の方向転換を行う地点に設けられる。基準点は、歩行者が視覚以外の感覚で識別可能な位置であるのが好ましい。例えば、基準点は、交差点での点字ブロックであったり、郵便ポストであったりする。
【００３４】
位置推測手段１２０は、前記センサの出力を基礎として推測位置を導出する手段であり、移動推測手段１２１と位置計算手段１２２とを持つ。推測位置とは、歩行者の位置すると推測される位置を意味する。
移動推測手段１２１は、センサの出力を基礎に歩行者の移動方位と移動距離とを推測する。例えば、移動推測手段１２１は、３軸磁気センサ２１０の出力により歩行者の移動した方位（移動方位に該当する。）を推測する。また、移動推測手段１２１は、３軸加速度センサの出力とジャイロセンサ２４０の出力とにより、歩行者の移動した距離（移動距離に該当する。）を推測する。移動推測手段１２１は、３軸加速度センサの出力により歩幅振動を検知し、ジャイロセンサ２４０の出力で補正して、歩幅と歩数とから移動距離を演算する。
さらに、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を受信できた時に、その受信データを用いて、移動方位または移動距離を補正する。
位置計算手段１２２は、推測位置と前記移動方位と前記移動距離とから新たな前記推測位置を計算する。
位置推測手段１２０により、推測位置が逐次更新される。
【００３５】
方位計算手段１３０は、推測位置から目標基準位置へ向かう方位である目標方位を計算するものである。目標基準位置とは、前記歩行経路上の推測位置から進行方向の前方にある直近の基準位置を意味する。
推測位置から目標基準位置への磁石方位を計算し、磁石方位を目標方位とする。
【００３６】
方位教示手段１４０は、目標方位を所定の第一教示方法により歩行者に知らせる。第一教示手段とは、歩行者が五感で認識できる方法である。例えば、歩行者が視力障害者であれば、第一教示手段は、パルス信号の音色、周波数で、東西南北の４方向を規定し、１秒毎に音響、触覚、または骨伝導で伝える方法である。
【００３７】
距離計算手段１５０は、推測位置から目標基準位置までの距離である目標距離を計算する。
推測距離から目標基準位置までの歩行経路に沿った経路距離を計算し、その経路距離を目標距離とする。
基準位置から目標基準位置までの歩行経路が直線であれば、目標距離は、基準位置と目標基準位置との間隔となる。
【００３８】
距離教示手段１６０は、移動距離を所定の第二教示方法により歩行者に知らせる。
第二教示方法とは、歩行者が五感で認識できる方法である。例えば、歩行者が視力障害者であれば、第一教示手段は、移動距離の大小に応じて第一教示手段で生成する音の強度を変化させる方法である。例えば、目標基準位置に近づくにつれて音の強度を大きくし、目標基準位置を通過すると音の強度を最小にする。
【００３９】
高度推測手段１７０は、センサの出力を基礎として歩行者の位置する高度を推測する。
例えば、高度計（気圧センサ）の出力を入力して高度に換算する。例えば、平地を歩行中であれば、出発点で更生した絶対高度または相対高度で表す。また、建物の中を歩行中であれば、建物の何階であるかで表す。
【００４０】
高度教示手段１８０は、前記高度を所定の第三教示方法により歩行者に知らせる。
第三教示手段は、歩行者が五感で認識できる方法である。例えば、歩行者が視力障害者であれば、例えば、第三教示手段は、歩行者の要求に応じて、「何メータ」または「何階」かを音声で伝える。
【００４１】
データ置き換え手段１９０は、所定のタイミングで推測位置を目標基準位置のデータで置き換える。所定のタイミングは、歩行者が目標基準位置へ接近したタイミングである。
推測位置を目標基準位置で置き換えると、歩行経路上のその目標基準位置から進行方向の前方にある直近の基準位置が新たな目標基準位置になる。
所定のタイミングには、２つのタイプのタイミングがある。
第一のタイプのタイミングは、歩行者が選択する任意の時点である。歩行者が、自身の五感に基づき、目標基準位置に到達したと判断すると、操作ボックス４００を使用して、タイミングを処理装置１００に伝える。
第二のタイプのタイミングは、推測位置と目標基準位置との距離が所定の値を下回った時点である。例えば、推測位置と目標基準位置との距離が３メータを下回ると推測位置を目標基準位置のデータで置き換える。
【００４２】
次に、歩行者用自律航法装置を用いる場合を例にとり、歩行者用自律航法を説明する。
図３は、歩行者用自律航法の手順で示している。
歩行者用自律航法は、歩行者の歩行を支援する方法であって、経路記憶工程Ｓ１０と位置推測工程Ｓ２０とデータ置き換え工程Ｓ３０と方位計算工程Ｓ４０と方位教示工程Ｓ５０と距離計算工程Ｓ６０と距離教示工程Ｓ７０と高度推測工程Ｓ８０と高度教示工程Ｓ９０とで構成される。
【００４３】
経路記憶工程Ｓ１０では、歩行者の計画した歩行経路に沿って設定した基準点の位置である基準位置を予め記憶する。主な基準点は、経路上の方向転換を行う地点に設けられる。基準点は、歩行者が視覚以外の感覚で識別可能な位置であるのが好ましい。例えば、基準点は、交差点での点字ブロックであったり、郵便ポストであったりする。
【００４４】
位置推測工程Ｓ２０では、歩行者が携帯するセンサの出力を基礎として推測位置を導出する。位置推測工程Ｓ２０は、移動推測手段１２１と位置計算手段１２２とを持つ。推測位置とは、歩行者の位置すると推測される位置を意味する。
移動推測工程Ｓ２１では、センサの出力を基礎に歩行者の移動方位と移動距離とを推測する。例えば、３軸磁気センサ２１０の出力により歩行者の移動する方位（移動方位に該当する。）を推測する。また、３軸加速度センサの出力とジャイロセンサ２４０の出力とにより、歩行者の移動した距離（移動距離に該当する。）を推測する。例えば、３軸加速度センサの出力により歩幅振動を検知し、ジャイロセンサ２４０の出力で補正して、歩幅と歩数とから移動距離を演算する。
位置計算工程Ｓ２２では、推測位置と前記移動方位と前記移動距離とから新たな前記推測位置を計算する。
位置推測工程Ｓ２０で、推測位置が順次更新される。
一般に、センサの特性により、移動方位や移動距離にはわずかな誤差が含まれる。位置推測工程Ｓ２０で、推測位置が逐次更新されると、その誤差が累積する。従って、推測位置の更新回数が多くなると、推測位置と歩行者のいる真の位置との間の差（誤差）が大きくなり、無視できなくなる。
【００４５】
データ置き換え工程Ｓ３０では、所定のタイミングで推測位置を目標基準位置のデータで置き換える。所定のタイミングは、歩行者が目標基準位置へ接近したタイミングである。
目標基準位置とは、前記歩行経路上の進行方向の前方にある直近の基準位置４を意味する。
データ置き換え工程Ｓ３０は、タイミング判定工程Ｓ３１とデータ置き換え工程Ｓ３２とを持つ。
タイミング判定工程Ｓ３１では、タイミングを判定し、タイミングであると判定すると、データ置き換え工程Ｓ３２に移る。タイミングでないと判定すると、次の固定へ移る。
所定のタイミングには、２つのタイプのタイミングがある。
第一のタイプのタイミングは、歩行者が選択する任意の時点である。歩行者が、自身の五感に基づき、目標基準位置に到達したと判断すると、操作ボックス４００を使用して、タイミングを処理装置１００に伝える。
第二のタイプのタイミングは、推測位置と目標基準位置との距離が所定の値を下回った時点である。例えば、推測位置と目標基準位置との距離が３メータを下回ると推測位置を目標基準位置のデータで置き換える。
データ置き換え工程Ｓ３２では、推測位置を目標基準位置のデータで置き換える。推測位置を目標基準位置で置き換えると、歩行経路上のその目標基準位置から進行方向の前方にある直近の基準位置が新たな目標基準位置になる。
【００４６】
方位計算工程Ｓ４０では、推測位置から目標基準位置へ向かう方位である目標方位を計算する。
推測位置から目標基準位置への磁石方位を計算し、磁石方位を目標方位とする。
【００４７】
方位教示工程Ｓ５０では、目標方位を所定の第一教示方法により歩行者に知らせ、その後位置推測工程Ｓ２０へ戻る。第一教示手段とは、歩行者が五感で認識できる方法である。例えば、歩行者が視力障害者であれば、第一教示手段は、パルス信号の音色、周波数で、東西南北の４方向を規定し、１秒毎に音響、触覚、または骨伝導で伝える方法である。
【００４８】
距離計算工程Ｓ６０では、推測位置から目標基準位置までの距離である目標距離を計算する。
推測距離から目標基準位置までの歩行経路に沿った経路距離を計算し、その経路距離を目標距離とする。
基準位置から目標基準位置までの歩行経路が直線であれば、目標距離は、基準位置と目標基準位置との間隔となる。
【００４９】
距離教示工程Ｓ７０では、移動距離を所定の第二教示方法により歩行者に知らせ、その後位置推測工程Ｓ２０へ戻る。
第二教示方法とは、歩行者が五感で認識できる方法である。例えば、歩行者が視力障害者であれば、第一教示手段は、移動距離の大小に応じて第一教示手段で生成する音の強度を変化させる方法である。例えば、目標基準位置に近づくにつれて音の強度がを大きくし、目標基準位置を通過すると音の強度が最小にする。
【００５０】
高度推測工程Ｓ８０では、センサの出力を基礎として歩行者の位置する高度を推測する。
例えば、高度計（気圧センサ）の出力を入力して高度に換算する。例えば、平地を歩行中であれば、出発点で更生した絶対高度または相対高度で表す。また、建物の中を歩行中であれば、建物の何階であるかで表す。
【００５１】
高度教示工程Ｓ９０では、前記高度を所定の第三教示方法により歩行者に知らせ、その後位置推測工程Ｓ２０へ戻る。
第三教示手段は、歩行者が五感で認識できる方法である。例えば、歩行者が視力障害者であれば、第三教示手段は、歩行者の要求に応じて、「何メータ」または「何階」かを音声で伝える。
【００５２】
次に、歩行者用自律航法装置と歩行者用自律航法を用いた歩行の支援の様子を説明する。歩行者が経路の基準位置４ａから４ｂを経由して４ｃへ移動する場合を例にとり、説明する。
図６は、本発明の実施形態の作用説明図である。
基準位置４ａから４ｂへの磁気方位が北向きであり、基準位置４ｂから４への磁気方位が西向きである場合を例に説明する。
最初に、歩行者は基準位置３ａに立っている。
歩行者１が、操作ボックスのボタンを押す。処理装置１００は、推定位置を基準位置４ａのデータで入れ替える。目標基準位置が基準位置４ｂになる。
処理装置１００が、目標方位が北であることを計算し、現在の推測位置から目標基準位置４ｂまでの目標距離Ｌを計算する。教示装置３００が、歩行者に方位に割り付けられた音色と距離に反比例した音量を持った音響を発生する。
歩行者１の歩行に従って、処理装置１００がセンサの出力を基礎として歩行者の移動方位と移動距離を推測して現在の推測位置を計算する。教示装置３００が、新たな目標方位と目標距離に対応した音響を発生する。
歩行者は、白杖をつかった歩行技術と教示装置３００の発する音響を参考とし、白杖とつかった歩行技術とを用いて経路を歩行する。
【００５３】
歩行者１が、目標基準位置４ｂへ到達すると、白杖をつかった歩行技術を用いて自身が目標基準位置４ｂへ到達したことを確認する。
この際、処理装置１００の推測する移動方位と移動距離の誤差の累積により、推測位置のデータは実際に歩行者１が立っている位置からずれている。
歩行者１が、自身が目標基準位置４ｂへ到達したを確認すると、操作ボックス４００のボタンを押す。処理装置は、操作ボックス４００のボタンが押されたことを検知して、推測位置を目標基準位置４ｂのデータで置き換える。
推測位置を目標基準位置４ｂのデータで置き換えたので、推測位置のデータは、歩行者１の実際に立っている場所を精度よく表すこととなる。
また、歩行者１が、操作ボックス４００のボタンを押さなかった場合は、処理装置１００は、推測位置と目標基準位置４ｂとの間隔が所定の値以下になったことを検知して、推測位置を目標基準位置４ｂのデータで置き換える。
処理装置１００は、経路の推測位置の進行方向の前の直近の基準位置４ｃを新たな目標基準位置とする
教示装置３００が、歩行者に新たな方位に割り付けられた音色と距離に反比例した音量を持った音響を発生する。
歩行者１は、教示装置３００の音声に支援されて、基準位置４ｂから４ｃへ歩行する。
【００５４】
上記の手順を繰り返すことで、歩行者は、出発地点から目標時点まで、歩行者用自律航法装置の支援を受けながら、移動することができる。
【００５５】
上述の実施形態の歩行者用自律航法装置と歩行者用自律航法を用いれば、歩行者が目標基準点を目指して歩行経路をたどり、目標基準点に達すると、次の基準点に目標基準点を切り替えて歩行を支援するので、歩行者は、特別な気遣いをすることなく、基準点と基準点の間を白杖等を利用して歩行すれば、目標地点に到達するこができる。
また、位置情報を含む信号を送信する送信器等の特別のインフラの整備されていない地域でも、歩行者の歩行を支援することができる。
また、目標基準点への方位を音声で知らせるので、歩行者は歩行経路に沿って設定した目印地点（基準点）への方位を逐一知ることができ、常に自分の位置を歩行経路から外さずに歩行できる。
また、目標基準点までの距離を音声で知らせるので、歩行者は、歩行経路に沿って設定した目印地点（基準点）までの距離を逐一知ることができ、常に自分の位置を把握できる。
また、高度を音声で知らせるので、歩行者は、自分の高度を逐一知ることができ、歩行経路での位置を高度により確認できる。
また、推測位置が目標基準位置にある値以上に接近すると、推測位置を目標基準位置のデータで置き換えるので、推測位置の誤差が一定値以上に大きくならない。
また、歩行者が目標基準位置に達したと確信したら、操作ボックスを操作して、推測位置を目標基準位置のデータで置き換えるので、推測位置の誤差が一定値以上に大きくならない。
【００５６】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
視覚障害者が歩行者である場合を例に説明したが、歩行者は視覚障害者に限られず、例えば、地理に不案内な者、視界の悪い領域を歩行する者でもよい。
歩行者に音響振動で情報を伝える例で説明したがこれに限定されない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の歩行者の歩行を支援する歩行者用自律航法装置と歩行者用自律航法とは、その構成により、以下の効果を有する。
歩行中の歩行経路上の進行方向の前方にある基準位置の方位を知らせるので、歩行者は教示された目標方位に従って目的基準位置へ移動でき、所定のタイミングで前記推測位置を前記目標基準位置のデータで置き換えるので、歩行経路の前方の基準位置が新たな目標基準位置に設定され、歩行者は歩行経路に沿って歩行することができる。
また、歩行者の移動方位と移動距離とから現在の位置を推測するので、初期値として最初の推測位置があたえられれば、センサの出力を基礎にして新たな推測位置を求めて、推測位置を順次更新できる。
また、推測位置と目標基準位置との距離を歩行者に知らせるので、歩行者は教示された目標方位に従って移動した際に、目標基準位置までの接近の程度を知ることが出来る。
また、センサによって得られた高度情報を歩行者に知らせるので、歩行者は教示された目標方位に従って移動した際に、自身の位置の高度の変化を知ることができる。
また、歩行者の手動操作により推測位置を目標基準位置でデータで置き換えるので、歩行者が、自分の五感により得た情報により自分が目標基準位置へ達したと判断した時に、推測位置を目標基準位置のデータで置き換えると、推測位置の誤差が一定値を越えない。
また、目標基準位置に接近すると自動的に、推測位置を目標基準位置でデータで置き換えるので、推測位置を新たな推測位置へ更新するに従って生じる推測位置と歩行者が位置する真の位置との間の差が一定値を越えない。
また、前記基準位置が歩行者が視覚以外の感覚で識別可能な位置であるので、歩行者が周囲を視覚で認識できない場合に、歩行者は自身の環境認識能力を使って、基準位置を認識できる。
従って、歩行者の能力をうまく発揮させ、かならずしも特定のインフラを必要とせずに歩行者の歩行を支援できる歩行者用自律航法装置と歩行者用自律航法を提供できる。
【００５８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の機器構成図である。
【図２】本発明に係る実施形態の機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る実施形態のフローチャート図である。
【図４】本発明に係る実施形態のマップ情報の一例図１である。
【図５】本発明に係る実施形態のマップ情報の一例図２である。
【図６】本発明に係る実施形態の作用説明図である。
【符号の説明】
Ｌ    目標距離
１    歩行者
２    マップ情報
３    歩行経路
４    基準位置
４ａ  基準位置
４ｂ  基準位置
４ｃ  基準位置
５    出発地点
６    目標地点
１００    処理装置
１１０    経路記憶手段
１２０    位置推測手段
１２１    移動推測手段
１２２    位置計算手段
１３０    方位計算手段
１４０    方位教示手段
１５０    距離計算手段
１６０    距離教示手段
１７０    高度推測手段
１８０    高度教示手段
１９０    データ置き換え手段
２００    センサ
２１０    ＧＰＳ
２２０    ３軸磁気センサ
２３０    ３軸加速度センサ
２４０    ジャイロセンサ
２５０    高度計
３００    教示装置
３１０    音声信号変換器
３２１    スピーカ
３２２    触針式表示器
３２３    骨伝導装置
４００    操作ボックス
５００    マップ入力装置
Ｓ１０    経路記憶工程
Ｓ２０    位置推測工程
Ｓ２１    移動推測工程
Ｓ２２    位置計算工程
Ｓ３０    データ置き換え工程
Ｓ３１    タイミング判定工程
Ｓ３２    データ置き換え工程
Ｓ４０    方位計算工程
Ｓ５０    方位教示工程
Ｓ６０    距離計算工程
Ｓ７０    距離教示工程
Ｓ８０    高度推測工程
Ｓ９０    高度教示工程
【図１】
2004212146.tif 000003
【図２】
2004212146.tif 000004
【図３】
2004212146.tif 000005
【図４】
2004212146.tif 000006
【図５】
2004212146.tif 000007
【図６】
2004212146.tif 000008