(57)【要約】パーソナルナビゲーションシステムは、個人に対し安全な経路を見出すように構成されたセンシングスイート（５０）と、視覚ではなく聴覚または触覚により知覚される聴覚−触覚コンテンツ（７０）であって、見出された安全な経路を示す聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成された生成モジュールを含むモジュールのセット（２００）と、個人に聴覚−触覚コンテンツを伝達するように構成された情報伝達装置（３０）とを有する。
2020508440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人に対し安全な経路を見出すように構成されたセンシングスイートと、
視覚ではなく聴覚または触覚により知覚される聴覚−触覚コンテンツであって、見出された安全な経路を示す聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成された生成モジュールを含むモジュールのセットと、
前記個人に前記聴覚−触覚コンテンツを伝達するように構成された情報伝達装置とを有するシステム。
【請求項２】
請求項１において、
前記センシングスイートは、前記個人の一歩単位の位置を見出すセンサーを含み、
前記生成モジュールは、一歩単位のナビゲーション情報を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成されたユニットを含む、システム。
【請求項３】
請求項１において、
前記センシングスイートは、屋内および屋外における位置測定のためのセンサーを含み、
前記生成モジュールは、屋内と屋外との間で、前記個人を、所望の目的地へ案内するための連続したナビゲーション情報を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成されたユニットを含む、システム。
【請求項４】
請求項３において、
位置測定のための前記センサーは、ＧＰＳ、Ｗｉ−Ｆｉベースで屋内の位置を得るシステム、および携帯ネットワークを用いた経路誘導増強システムの少なくとも１つを含む、システム。
【請求項５】
請求項１において、
前記聴覚コンテンツは、前記聴覚および前記触覚により知覚されるコンテンツである、システム。
【請求項６】
請求項１において、
前記センシングスイートは、前記個人の経路上のハザード要素を見つけるためのセンサーを含み、
前記生成モジュールは、前記ハザード要素の存在を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成されたユニットを含む、システム。
【請求項７】
請求項１において、
前記センシングスイートは、前記個人の複数の予想される経路上のハザード要素を先に得るためのセンサーを含み、
前記生成モジュールは、先に得られた前記ハザード要素の中の、一歩単位で選択された前記個人の経路上のハザード要素の存在を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成するユニットを含む、システム。
【請求項８】
請求項１において、
前記センシングスイートは、前記個人の複数の予想される経路上において前記個人にとってのリスク候補要因を先に得るためのセンサーを含み、
前記生成モジュールは、先に得られた前記リスク候補要因から、一歩単位で選択可能な前記個人の経路上のリスク候補要因の存在を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成されたユニットを含む、システム。
【請求項９】
請求項１において、
前記個人により保持または身に着けることができるように構成され、前記センシングスイートを含む補助具をさらに有する、システム。
【請求項１０】
請求項９において、
前記センシングスイートは、物体の空間的な存在を検出するためのセンサーを含み、
前記生成モジュールは、前記補助具の前方の深度方向のプロファイルを含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成されたユニットを含む、システム。
【請求項１１】
請求項１において、
前記センシングスイートは、物体の空間的な存在を検出するためのセンサーを含み、
前記生成モジュールは、前記個人の周りの３Ｄプロファイルを含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成されたユニットを含む、システム。
【請求項１２】
請求項１において、
前記センシングスイートは、深さ方向の知覚を可能にする、超音波センサー、ソナーシステム、ライダーシステム、および立体視的カメラシステムのなかの少なくとも１つを含む、システム。
【請求項１３】
請求項１において、
前記センシングスイートは、光センサーを含み、
前記生成モジュールは、外光の状況の情報を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成されたユニットを含む、システム。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記光センサーの検出結果に応じて自動的に点灯するように構成された照明装置をさらに有する、システム。
【請求項１５】
請求項１において、
前記センシングスイートは、水の存在を検出するように構成されたセンサーを含み、
前記生成モジュールは、前記水の存在を回避する経路の情報を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成されたユニットを含む、システム。
【請求項１６】
請求項１において、
前記センシングスイートは、周囲３６０度で、移動物体の接近を検出するように構成されたセンサーを含み、
前記生成モジュールは、衝突を回避するための非常警報指示を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成されたユニットを含む、システム。
【請求項１７】
請求項１において、
前記センシングスイートは、物体の空間的存在を検出するためのセンサーを含み、
前記モジュールのセットは、前記個人が頻繁に通る通路において、移動可能な物体と移動しない物体とを識別し、より早く意思決定ができ、正確な誘導を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成することを支援するように構成されたインテリジェント誘導モジュールを含む、システム。
【請求項１８】
請求項１７において、
前記インテリジェント誘導モジュールは、頻繁に使用される通路の理解を促進し、誘導効率を向上するように構成された機械学習モジュールを含む、システム。
【請求項１９】
請求項１において、
前記モジュールのセットを実行するプロセッサをさらに有する、システム。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記プロセッサを含むモバイル装置をさらに有する、システム。
【請求項２１】
聴覚−触覚コンテンツを提供する方法であって、
センシングスイートを用いて個人に対し安全な経路を見出すことと、
見出された安全な経路を示し、視覚ではなく聴覚または触覚により知覚される前記聴覚−触覚コンテンツであって、情報伝達装置を介して前記個人に対し伝達される前記聴覚−触覚コンテンツを生成することとを有する、方法。
【請求項２２】
請求項２１において、
前記センシングスイートは、前記個人の一歩単位の位置を見出すセンサーを含み、
前記生成することは、一歩単位のナビゲーション情報を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成することを含む、方法。
【請求項２３】
請求項２１において、
前記センシングスイートは、屋内および屋外における位置測定のためのセンサーを含み、
前記生成することは、屋内と屋外との間で、前記個人を、所望の目的地へ案内するための連続したナビゲーション情報を含む聴覚−触覚コンテンツを生成することを含む、方法。
【請求項２４】
請求項２１において、
前記センシングスイートは、物体の空間的存在を検出するためのセンサーを含み、
前記生成することは、前記個人の前方または周囲の３Ｄプロファイルを含む聴覚−触覚コンテンツを生成することを含む、方法。
【請求項２５】
請求項２１において、
前記センシングスイートは、光センサーを含み、
前記生成することは、外光状況の情報を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成することを含み、
当該方法は、さらに、
前記光センサーの検出結果に応じて照明装置を自動的に点灯することを有する、方法。
【請求項２６】
請求項２１において、
前記センシングスイートは、水の存在を検出するように構成されたセンサーを含み、
前記生成することは、水の存在を回避する経路の情報を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成することを含む、方法。
【請求項２７】
請求項２１において、
前記センシングスイートは、周囲３６０度で、移動物体の接近を検出するように構成されたセンサーを含み、
前記生成することは、衝突を回避するための非常警報指示を含む前記聴覚−触覚コンテンツを生成することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルナビゲーションシステムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
視覚障害者または全盲者は、視覚的感知機能を欠いているため日々の活動に対応する上で多くの課題に直面する。視覚障害者の移動を支援するための現在のデファクトスタンダードは、どこにでもある杖（伝統的な「白い杖」）である。しかしながら、杖は視覚障害者に対して、彼らの進路上にある障害物について、反響や表面に関しての触覚、および（いくらか）聴覚のチャネルに限定されたフィードバックを提供する程度の、非常に限定的な受動的装置である。これらのフィードバック方法に関する課題は、視覚障害者の進路上にある関連する障害に関する理解が不足していることがあり、それにより、ナビゲーションの決定をするに際し、幾ばくかの困難が生じている。様々な情報に視覚的にアクセスしながら歩く人であっても、視覚障害者に限らず、歩行中に様々な危険に遭遇する可能性がある。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の態様の１つは、個人に対し安全な経路を見出すようにセンシングスイート（検知スイート、検出に関する一式、包括的センシングシステム）と、視覚では知覚されないが聴覚または触覚により知覚される聴覚−触覚コンテンツ、見出された安全な経路を示す聴覚−触覚コンテンツを生成するように構成された生成モジュールを含むモジュールのセットと、個人に聴覚−触覚コンテンツを伝達または転送するように構成された情報伝達装置とを有するシステムである。このシステムは、周囲の状態の検知、位置、通路上の障害物の性質などの情報を提供し、安全なルートを見出すことができる進化した複数のセンサと、検出された結果を伝達する、視覚ではなく、聴覚および／または触覚により知覚されるコンテンツ（情報、メッセージ、アラーム等）とを用いて、視覚障害者を含む個人が、周りの環境を感知可能とし、その結果、彼らの機動性を高めることができる。
【０００４】
本発明の異なる態様の１つは、聴覚−触覚コンテンツを提供する方法である。その方法は、（ｉ）センシングスイートを用いて、個人に安全な経路を見出すことと、（ｉｉ）視覚ではなく聴覚または触覚により知覚される聴覚−触覚コンテンツであって、見出された安全な経路を示し、情報伝達装置を介して個人に対し伝達される聴覚−触覚コンテンツを生成することとを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明の利点が容易に理解されるために、上記で簡潔に説明される本発明の、より特定の記述が、付属の図に描かれる特定の実施例を参照して行われる。これらの図は典型的な実施例のみを描写し、発明の範囲を限定するものではなく、本発明は、以下の付属された図を使用し、さらに具体的に、詳述される。
【０００６】
【図１】図１は、本発明によるパーソナルナビゲーションシステムの１つの実施例の動作を示す概念的な図である。
【０００７】
【図２】図２は、本発明によるパーソナルナビゲーションシステムの１つの実施例の概略図である。
【０００８】
【図３】図３は、本発明によるパーソナルナビゲーションシステムの１つの実施例の態様を示す図である。
【０００９】
【図４】図４は、本発明によるパーソナルナビゲーションシステムのプロセッサの概略図である。
【００１０】
【図５】図５は、本発明のいくつかの実施例に関連するナビゲーションにより視覚障害者を補助するプロセスを示すフローチャートである。
【詳細な説明】
【００１１】
現代のナビゲーションシステムおよびセンサは、個人の位置を正確に特定し、ある地点から別の地点までの最適経路を決定し、その経路を誘導できるように個人に対して方向を指示するように開発されてきた。このようなナビゲーションシステムおよびセンサは、ドライバー、歩行者および自転車乗りに、彼らの周囲の環境を気づかせ、そして意図した経路沿いの障害物、交通および条件を自動的に検出する。いくつかのケースでは、センシング技術とナビゲーションシステムは、最短または最も簡単に案内できる経路を示したり、または使用者がその他の基準による望ましい経路を選ぶことを可能にさせることにより、歩行者またはその他の使用者を補助することができる。
【００１２】
これらの最近の技術的進歩にかかわらず、全盲者または視覚障害者は、彼らの進路上の障害物の検出および／または回避のために、依然として一般的に「白い杖」に頼っている。しかしながら、白い杖はその使用者の目前の進路上で遭遇する物体からの衝撃または表面上の触知できるフィードバックしか提供できないので、白い杖の有用性は非常に限定的である。確かに、使用者に障害物を警戒させるためには、杖が実際に障害物に触れなければならない。このように、白い杖の補助があっても、全盲者または視覚障害者は、彼らが進もうとしている進路の状況に関し非常に限られた理解（認識）に基づいて動かなくてはならず、また、こうした進路上の障害物や状況に関する非常に不完全な情報を基に進む方向を決定しなければならない。
【００１３】
即ち、視覚障害者は白い杖などの補助器具の助けがあっても、周囲の環境を限定的にしか理解できない。このような理解が限定されることは、近年においては環境の多くが予測不能であることもあり、視覚障害者が、自信をもってかつ安全に公共の場を歩行することを非常に難しくしている。確かに、非常に熟知した環境であっても、視覚障害者は、障害物が途中で動かされてしまったり、荒れた天気がよく知っている通路の安全を脅かしたり、または他の歩行者または動物が視覚障害者の歩く進路や経路を妨害するかもしれないといった高い危険を背負う。本発明に関連するシステムと方法は、これらの問題に対し、より具体的に、視覚障害者が、意図した歩行進路に関する安全上の障害に彼らが気づくのを容易ならしめ、使用者がそれらの障害を避け、または障害があっても安全かつ効率的にその通路を歩行（ナビゲート）できるようにする。
【００１４】
従って、望まれるナビゲーション経路に関し、例えば視覚障害者が経路を通り抜ける際に対し障害となるかもしれない（障害となる要因、危険度、危険性）周囲の環境の特徴を含む包括的な情報を視覚障害者に提供するパーソナルナビゲーションシステムまたは装置が必要とされている。１つの実施例では、そのような装置は、ステップバイステップ（一歩毎、一歩単位）の歩行指示（ナビゲーション・キュー）と、水たまり、氷、物体および障害物や危険を視覚障害者に警告するためのリアルタイムのフィードバック（応答）を提供することにより、伝統的な白い杖の機能を増幅させる。このような装置は、視覚障害者の個々の身体的な要求を考慮した上で、最も望まれる歩行（運行、ナビゲーション）経路を選択することを可能にし、安全な歩行（運行、ナビゲーション）を促進できる。
【００１５】
図１は、視覚障害者のためのパーソナルナビゲーションシステム（個人用案内システム、個人用誘導システム）１００、または、高機能補助システム（スマートアシスタントシステム）として参照されるパーソナルナビゲーションシステム（装置）１００を含むシステムを示しており、以下の実施形態においては視覚障害者５を補助するために提供されてもよい。パーソナルナビゲーションシステム１００は、視覚障害者（ユーザー、使用者）５を補助するために、１つまたはそれ以上のデバイス（装置、部品）から構成されてもよい。パーソナルナビゲーションシステム１００は、例えば、高機能ステッキ（スマートステッキ）１０、携帯電話２７のような高機能装置（スマートデバイス）２０にインストールされるアプリケーション、およびイヤフォン（イヤピース、レシーバ、ヘッドフォン）３１、振動装置付きのリストバンド３２などのウェアラブル端末およびその他の機器および装置を含む情報伝達端末（コミュニケーション端末）３０であって、聴覚および／または触覚（皮膚感覚）、またはこれらの組み合わせを使用することにより、またはこれらの装置の全部または一部を統合することにより、コンテンツ（情報、メッセージ、アラーム、助言）７０を使用者５に確実に伝達することができるコミュニケーション端末３０を含んでいてもよい。以降に示される様に、いくつかの実施例では、開示された技術は、それぞれが異なる特徴と機能を提供するスマートステッキ１０、スマートデバイス２０、およびウェアラブルのコミュニケーション端末３０に分散されていてもよい。
【００１６】
このシステム１００では、スマートステッキ（スマートウォーキングスティック）１０は、障害物、危険およびその他の個人５の安全を妨げるかもしれないものを探索することにより、個人５にとって安全な経路を見つけるように構成されるセンシングスイート（検知スイート、検出に関する一式、包括的センシングシステム、センサー群、一式のセンサー）５０、およびステッキ１０の持ち手１１付近に置かれる照明装置６０を含む。スマートステッキ１０は、視覚障害者５の補助具の一例である。システム１００は、車いす、歩行補助具、安全胴衣およびその他のものであって個人５が把持したり身に着けることが可能であるものを含んでもよく、センシングスイート５０がそれらに一体化されたり、または組み込まれていてもよい。スマートデバイス２０および／またはウェアラブル端末３０が、センシングスイート５０、またはセンシングスイート５０の一部、および／または照明装置６０を含んでもよい。スマートステッキ１０、スマートデバイス２０およびウェアラブル端末３０といったスマートアシスタントシステム１００を構成する要素は、有線または適切な無線技術、例えばＷｉ−Ｆｉ接続、携帯データ接続、ブルートゥース（登録商標）などにより接続されてもよい。
【００１７】
図１に示したように、スマートステッキ１０、スマートデバイス２０およびコミュニケーションデバイス３０は協働して動作し、視覚障害者５が、その周辺の環境を理解（認識）し、歩行（運行、誘導）するように補助してもよい。例えば、図２を参照して、より詳細に説明するが、様々なセンサを有するセンシングスイート５０は、スマートステッキ１０に統合され、ユーザーの環境に関する情報を集めてもよい。所定の状況を感知するために、これらのセンサはスマートステッキ１０に適切な位置に組み込まれてもよい。あるタイプのセンサーは、例えば、水センサーは、スマートステッキ１０の末端または末端近くに設置されてもよく、他のタイプのセンサーは、検出する条件により、スマートステッキ１０の持ち手またはその付近に設置されてもよい。
【００１８】
ある状況がスマートステッキ１０により感知されると、スマートステッキ１０は、音、振動、またはその他の触覚フィードバック（触覚応答）といった様々な方法により、その状況を視覚障害者５に直に知らせてもよい。あるいは、スマートステッキ１０は、その状況または、検知した生のデータをスマートデバイス２０に中継してもよく、それをスマートデバイス２０が音、振動などを介して視覚障害者５に知らせてもよい。
【００１９】
いくつかの実施例では、画像処理といった処理集約型のタスクが、スマートデバイス２０により実行されてもよく、スマートステッキ１０に対し、処理用のリソースを追加で備えていてもよい。他の実施例では、スマートステッキ１０とスマートデバイス２０は、処理集約型のタスクの実行を、リモートサーバー３００に依存してもよい。したがって、いくつかの実施例では、スマートステッキ１０および／またはスマートデバイス２０は、クラウドサーバー３００といったリモートサーバーとの接続を維持してもよい。
【００２０】
図２に、システム１００のブロック図を示している。システム１００は、スマートステッキ１０、スマートデバイス２０、および情報伝達装置（コミュニケーションデバイス）３０を含む。典型的な情報伝達装置３０はウェアラブル端末であり、異なるタイプのアウトプット装置、例えば聴覚装置３１および触覚（皮膚感覚）フィードバック装置（触覚応答装置）３２を含んでいてもよい。典型的な聴覚装置はイヤフォン３１であり、典型的な触覚フィードバック装置は、振動装置３２または使用者５の体の一部に取り付けるプッシュプル方式の装置、例えばリストバンド、腕時計コンピュータ、リスト形通信機などである。ウェアラブルコミュニケーション端末３０は、スマートデバイス２０により生成された聴覚−触覚コンテンツ７０を個人５に通信または伝達するよう構成される。聴覚−触覚コンテンツ７０は、視覚的に知覚または認知されないが、聴覚的および／または触覚的に知覚または認知され、見出された安全な経路を指示する。即ち、聴覚−触覚コンテンツ７０は、視覚を使って理解または認識されるべき画像、光景、写真、絵などで表現される情報を含んでいないが、しかし、聴覚のみ、触覚のみ、または聴覚と触覚により理解または認識される、言葉、触覚フィードバックおよび／または皮膚感覚フィードバックを伴う、情報、メッセージ、指示、合図といったコンテンツを含む。
【００２１】
スマートステッキ１０は、照明装置６０、センシングスイート５０の一部である第１のセンササブシステム５０ａ、およびスマートデバイス２０と通信するための通信手段６５を含む。センササブシステム５０ａは、様々なセンサーを有するセンサーアレイ（センサー配列）であり、スマートステッキ１０の本体と一体となり、または取り付けてもよく、周囲の環境に関する情報を収集する。
【００２２】
スマートデバイス２０は、点字プロビジョニング装置、または当業者には知られている他のフィードバック装置（応答装置）などの情報提供装置２１と、マイクロコントローラ、シグナルプロセッサ、フィールドプログラムゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの処理システム２５と、メモリ２６とを含む。システム１００のいくつかの実装例は、ラズペリーパイ（ラズパイ）のような組み込みプロセッシングシステムを用いてもよい。いくつかの実装例では、ホストプロセッシングシステム２５で稼働するアシスタントアプリケーション２８、またはアプリケーションソフトウェアが、システム１００のプロセス、ロジックまたは解析機能を実装するためのモジュールのセット２００を機能化（動作）するために提供されてもよく、それとともに他の機能を実行してもよい。スマートデバイス２０は、センシングスイート５０の一部である第２のセンササブシステム５０ｂを含む。
【００２３】
例えば、補助アプリケーション２８は、モジュールのセット２００を実装してもよく、モジュールのセット２００は、センシングスイート５０の複数のセンサーにより感知された様々な状況に基づき、ウェアラブルコミュニケーション端末３０として提供される１または複数の出力装置を介する視覚障害者５への通知や警告を含む聴覚−触覚コンテンツ７０を生成または作成する生成モジュール２０１を含む。いくつかの実施例では、モジュールのセット２００は、ユーザーインターフェースを提供するために補助のモジュール２２０を含んでもよく、例えば、遠隔ビデオ分析および／またはナビゲーションなどの、クラウドサーバー３００により供給される遠隔サービスへの接続を提供できる。クラウドサーバー３００は、インターネット（クラウド）３１０経由で接続され、スマートデバイス２０はインターネット３１０経由で通信のための適切な通信手段２９、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、無線ＬＡＮ、携帯電話通信機能など、を有する。通信手段２９は、ブルートゥース（登録商標）または他の近距離通信を介して、スマートステッキ１０および情報伝達装置３０と通信するための機能を含んでもよい。
【００２４】
モジュールのセット２００は、構成ツールモジュール（再構成ツール、設定ツール、コンフィグツール）２１０を備えてもよい。構成ツール２１０は、パーソナルナビゲーションシステム１００のための様々な閾値またはセッティングを確立するために用いられてもよい。構成ツール２１０は、いくつかの実施例では、閾値またはセッティングを確立（設定）してもよく、それらがスマートステッキ１０へ送られ、取り込まれてもよい。これらの閾値またはセッティングは、例えば、視覚障害者５に警報または通知のトリガーとなる検知条件（検出条件）を規定してもよい。例えば、１つの実施例では、近接センサー５４に、閾値として４００ｃｍ（センチメートル）を設定でき、スマートステッキ１０の４００ｃｍ以内で物体が感知されると、視覚障害者５への警報または通知のトリガーとなってもよい。
【００２５】
センシングスイート５０は、スマートステッキ１０、スマートデバイス２０および／または情報伝達装置３０と一体となり、または取り付けられ（接続され）てもよい様々なタイプのセンサーを含んでもよく、ユーザー（個人）５の身体とともに移動し、そのユーザー５の周辺の環境に関連した情報を収集してもよい。センシングスイート５０は、例えば、光センサー５２、ステレオカメラシステム５３の様なカメラセンサー５３、超音波ベースの測距システムといった近接センサー５４、加速度計やジャイロセンサーといったモーションセンサー５５、ＧＰＳ受信機５７といった位置センサー、水センサー５８などを含んでいてもよい。センシングスイート５０内の様々なセンサーから集められた情報は、プロセッシングシステム２５に実装されたモジュールのセット２００により処理され、聴覚−触覚コンテンツ７０としてウェアラブルの出力装置３０に転送され、視覚障害者５に対し、その周辺の環境に対するより完全な理解（認識）を提供し、視覚障害者５に差し迫った障害物および／または危険を警告してもよい。
【００２６】
センシングスイート５０の複数のセンサーは、スマートステッキ１０に沿って、正確なセンサーの読み取り結果を得るために適した位置に配置されてもよい。例えば、水センサー５８は、スマートステッキ１０の遠い方の先端の近くに設置されてもよく、一方、光センサ５２およびカメラセンサ５３は、スマートステッキ１０の持ち手１１または近い方の端の近傍に設置されてもよい。他のセンサー、例えば、近接センサー５４、光センサー５２、モーションセンサー５５、位置センサー５７などは、スマートステッキ１０の長さに沿った適切な位置に同様に配置されてもよい。
【００２７】
センシングスイート５０に含まれる様々なセンサーは、それぞれのセンサーにより検出または計測された物理量が評価されてもよく、複数のセンサーにより検出または計測された物理量の組み合わせにより特定の状況を判断するためのセンサーとして機能してもよい。
【００２８】
近接センサー５４は、超音波センサー（ソナーシステム）、レーダーシステムおよびライダーシステム（レーザースキャナーシステム）を含んでもよく、接近センサー５４および／またはカメラセンサー５３は、スマートステッキ１０の前方または周囲にある物体（障害物）の空間的な存在（障害物）を検出（探索、探査）するためのセンサー（感知機能）として機能してもよい。生成モジュール２０１は、スマートステッキ１０の前方および／または個人５の周囲の、深度方向（奥行方向）のプロファイル情報（深度プロファイル）７１を含む聴覚−触覚コンテンツ７０を生成するよう構成された探査ユニット２０２を含んでもよい。カメラまたはステレオカメラシステム５３は、立体的視覚画像処理技術を使用して奥行（深度）または距離計測を提供するよう構成されてもよい。探査ユニット２０２は、周囲の物体の深さ（奥行）のセンシング機能を含み、深度プロファイル情報７１を生成してもよい。視覚障害者５は、スマートステッキ１０を所望のポイントまで旋回し、その方向の物体の深さ方向（奥行方向）のフィードバック（応答）として、深度プロファイル情報７１を得ることができる。センサー５４および／または５３は、スマートステッキ１０により指摘された物体の距離を計測することができ、例えば、異なる音量、ピッチまたは周波数をフィードバックとして使用して深度（奥行）を示すコンテンツ７０を、ユーザー５は取得可能である。さらに、コンテンツ７０は、障害物までの距離に関して言葉によるフィードバックを含んでもよい。
【００２９】
超音波センサーのような近接センサー５４により集められた情報は、探査ユニット２０２により受領され、他のタイプの近接センサー５４、カメラセンサー５３、ＧＰＳなどの位置センサー５７および他のセンサーから得られた情報と組み合わされて処理され、周囲の環境について、視覚障害者５に対し、より広範囲の（包括的な）理解を可能とするコンテンツ７０を提供する。
【００３０】
深度プロファイル情報７１は、個人５の補助具であるスマートステッキ１０の前方の深度プロファイルを含んでもよい。探査ユニット２０２は、近接センサ５４の超音波測距離システムの様なセンサー、またはカメラ５３からの入力に基づき障害物を検出し分析する機能を含んでもよい。障害物の検出は、ユーザー５から障害物への測定された距離に基づき行われる。測定された距離が所定の値Ｎ未満の場合、探査ユニット２０２はコンテンツ７０を介してウェアラブル端末３０を使用してブザーを鳴らし、障害物の存在に関し、使用者５に対し、可聴式の警告をユーザー５に提供する。測定された距離が所定値Ｎより大きい場合、探査ユニット２０２はブザーを止める。値Ｎはシステム設計されたパラメータであり、いくつかの実施例では、３００ｃという値であってもよい。センサーにより距離を解析可能な最大および最小の値は４００ｃｍおよび２ｃｍであってもよい。その他のシステム１００のユーザー５は、構成ツール（コンフィギュレーションツール）２１０を使用することにより、異なる範囲の限界値を設けてもよい。また、ブザー音のブザーの状態を、中間の距離により段階的に、例えば、１００ｃｍ未満の距離の範囲、２００ｃｍ未満、などで変えてもよい。
【００３１】
深度プロファイル７１は、個人５の前方の３Ｄプロファイル（３次元プロファイル）または個人５の周囲の３Ｄプロファイルを含んでもよい。探査ユニット２０２は、個人５の周囲の３Ｄ深度プロファイル７１を含む聴覚−触覚コンテンツ７０を生成してもよい。３次元プロファイルに基づいて安全な経路を判断することにより、探査ユニット２０２は、ユーザー５の足だけでなく体の全部または頭上も含み、障害物と干渉することのない、より安全な経路を示す聴覚−触覚コンテンツ７０を生成可能である。深度プロファイル（奥行プロファイル）７１は、その他の機能やユニットと共有するために、メモリ２６に保存してもよい。
【００３２】
近接センサー５４、カメラセンサー５３および／または水センサー５８は、個人５の経路上のハザード要素（危険要素、危険発生要素）を見つけるためのセンサー（センシング設備）として機能してもよい。生成モジュール２０１は、センシングスイート５０内のセンサーの検出結果に基づき、個人５の予想される進路上の危険（ハザード）または潜在的な危険を発見および／または予測するよう構成されるハザード予測ユニット（危険予測ユニット）２０３を含んでもよく、生成モジュール２０１は、ハザード要素（危険要素）の存在を示す危険情報（ハザード情報）７２を含む聴覚−触覚コンテンツ７０を生成してもよい。発見されたハザード要素または潜在的なハザード要素は、３Ｄプロファイル７１に含まれてもよい。
【００３３】
例えば、水センサー５８は、スマートステッキ１０の端部の近くに設け、周辺環境における溜まり水または流れている水、雪または氷を検出してもよい。危険予測ユニット２０３は、水の存在を回避する経路の情報を含んだコンテンツ７０を作成してもよい。視覚障害者５は、水センサー５８に検出された水に関しての警報を、コンテンツ７０を介して受けることができ、これにより視覚障害者５は進路上の水の存在を知ることができ、水を回避するために進路を変更することができ、または、その進路を歩行する間に多くの注意を払うことができる。動作中、システム１００内の水センサー５８は、水分を検出し、水があればシステム１００は振動装置３２を作動させ使用者５に警告としての触覚フィードバックを発し、水がなければ、システム１００は振動装置３２を停止する。
【００３４】
動作中、センシングスイート５０の複数のセンサーは、光のレベル、水、物体および障害物、そして階段、砂利、砂などの地表の変化といった周辺環境の様々な状況を検出および／または測定してもよい。センシングスイート５０の複数のセンサーにより生成された情報は、生成モジュール２０１へ伝達され、構成された閾値と設定とに基づき処理されてもよい。感知されたレベルが、確立された閾値に合致しないときに、生成モジュール２０１が関連する出力を活性化して、コンテンツ７０を介してウェアラブル端末３０を用い、潜在的危険を視覚障害者５に警告してもよい。こうすることにより、システム１００は、視覚障害者５に対し、周辺の環境の全体について伝えることで、その周囲の環境を視覚障害者５が、より完全に理解（認識）することができる。
【００３５】
位置センサー５７は、ＧＰＳ、Ｗｉ−Ｆｉベースの屋内測位システム、携帯ネットワークナビゲーション拡張システム（案内拡張システム）などの屋内および屋外位置測定（測位）のためのセンサーを含んでもよい。屋外／屋内ＧＰＳ受信機およびその他の位置センサー５７は、地理的位置を判明させ、目的地へのナビゲーションに役立つ位置測定を提供するように構成されてもよい。生成モジュール２０１は、個人を、所望の目的地までナビゲーション（案内、誘導、歩行）するための屋内と屋外の間で連続した（シームレスな、切れ目のない）ナビゲーション情報７３を含む聴覚−触覚コンテンツ７０を生成するよう構成される、屋内−屋外ナビゲーションユニット（屋内外ナビゲーションユニット）２０４を含んでもよい。屋内−屋外ナビゲーションユニット２０４は、正確に定義された環境において切れ目のない案内プロセス（ナビゲーションプロセス）を実行することができ、そのために、外部環境から内部環境への移行は、Ｗｉ−Ｆｉネットワークを予め登録しておくことにより、ＧＰＳと屋内ナビゲーションシステム間でのナビゲーション方法の移行をシームレスに行うことができ、この結果、連続したナビゲーション（案内、誘導）をユーザーに提供できる。ナビゲーションユニット２０４によりサポートされる屋内−屋外環境としては、車内、列車内、船上、水中などを含んでもよく、ユーザーは、システム１００を使用することにより、連続したナビゲーションをそのまま維持して、車両に乗り降りできる。
【００３６】
屋内−屋外ナビゲーションユニット２０４は、屋内と屋外との間で使用者を切れ目なくナビゲートするための個人用地図を自律的に生成する機能を含んでもよい。生成された地図は、Ｗｉ−Ｆｉネットワークに登録されることができ、パーソナルナビゲーションシステム１００は、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク上に登録された様々な屋内環境の間の違いを自動的に検出できる。このようにして、システム１００は、車両ナビゲーション、公園などの屋外でのナビゲーションと、屋内環境でのナビゲーションとの間で、必要に応じて実質的に切れ目のないナビゲーションを可能にする。
【００３７】
センシングスイート５０のモーションセンサー５５および／または位置センサー５７は、個人５の、一歩単位（ステップ−バイ−ステップ）の位置（１歩ごとの位置）を見出すためのセンサーとして機能してもよく、生成モジュールは、一歩単位のナビゲーション情報（ステップ−バイ−ステップの案内情報）７４を含む聴覚−触覚コンテンツ７０を生成するように構成された一歩単位のナビゲーションユニット（ステップ−バイ−ステップ案内ユニット）２０５を含んでもよい。一歩単位の位置を見つけるためのセンサーは、スマートステッキ１０および／またはスマートデバイス２０に設けてもよい。モーションセンサー５５の加速度計およびジャイロメータは、スマートステッキ１０および／または個人５の方向、スピードおよび加速の変化に基づいて、個人５の一歩単位（ステップ−バイ−ステップ）の動きを検出することができ、個人５の、歩行速度と、停止と前進と、さらに、歩行方向を得ることができる。位置センサー５７は、個人５の詳細な位置と方向とをフィート単位で得ることができる。
【００３８】
一歩単位のナビゲーション情報７４は、ユーザー５の歩行の方向を含んでもよく、視覚障害者５を、地点ＡからＢにナビゲートする一歩単位の局所的な支援を提供してもよい。家、オフィス地区、ショッピングモールなどの制御された環境においては、例えば、２フィート（６０ｃｍ）精度で、一歩単位の正確な案内を、一歩単位のナビゲーション７４は提供可能である。一歩単位のナビゲーション情報７４は、個人５により一歩毎に選択された方向および／または経路についての視覚障害者５に対する一歩単位の指示を含んでもよく、一歩単位のナビゲーション情報７４は、さらに、対象物の深さ（深度プロファイル）７１についてのフィードバック、危険または潜在的危険情報７２、および屋内−屋外ナビゲーション情報７３を含んでもよく、これらは、個人５により、一歩単位で、ステップ−バイ−ステップで、変更され選択される可能性のある方向と経路に関する情報である。
【００３９】
通常は、歩行中、個人５は選択可能な複数の経路を持ち、経路の内の１つが、いつでも、例えば一歩単位で選択可能である。カメラセンサー５３、近接センサー５４、水センサー５８およびセンシングスイート５０の他のセンサーは、複数方向タイプのセンサーであってもよく、個人５の予想される複数の経路における危険要素をプリフェッチする（先に得る）ためのセンサーとして機能してもよい。危険予想ユニット（ハザード予測ユニット）２０３は、一歩単位のナビゲーションユニット２０５と協働するように構成されたユニット２０３ａを含んでもよく、このユニット２０３ａは、プリフェッチされた危険要素の中で、一歩単位に選択された個人５の経路上の危険要素を予測し、その危険情報７２ａをコンテンツ７０に含ませるように構成されてもよい。
【００４０】
一歩単位のナビゲーションユニット（ステップ−バイ−ステップナビゲーションユニット）２０５は、視覚障害者５が頻繁に歩行した（案内された）屋内環境の３次元マップを生成してもよい。そのようなマップ（地図）は、屋内位置、位置センサー５７としてのＷｉ−Ｆｉ、カメラセンサー５３、超音波またはライダーセンサーの近接センサー５４、および当業者に知られている他のセンサーを用いて生成されてもよい。１つまたはそれ以上のこのようなマップは、視覚障害者５に対し、精度２フィート以内（６０ｃｍ以内）の、正確な、ステップ−バイ−ステップの案内を、提供するために利用可能である。これは、視覚障害者５が、家、仕事場、ショッピングモールなどの屋内環境で自信を持って歩行することを可能にする。
【００４１】
カメラセンサー５３、近接センサー５４、およびＧＰＳといった位置センサー５７は、個人５の複数の予想経路における個人５にとってのリスク要因（危険要因、危険因子）またはリスク候補要因を、プリフェッチする（先に得る）ためのセンサーとして機能してもよい。リスク候補因子は、階段、段差、横断歩道、信号などを含んでよく、それらは個人５の経路上に一般的に存在するが、個人５がその存在を事前に知らない場合にはリスクまたは危ないものになり得る。
【００４２】
生成モジュール２０１は、リスク管理ユニット２０６を含んでもよく、リスク管理ユニット２０６は、一歩単位のナビゲーションユニット２０５と協働して、プリフェッチされたリスク候補因子の中で、個人５がステップ−バイーステップで（一歩単位に）選択可能な経路上のリスク候補因子７５の存在を含む聴覚−触覚コンテンツ７０を生成するよう構成される。カメラセンサーまたはステレオカメラシステム５３は、周辺環境に関連する画像および／またはビデオデータを取り込むことができ、リスク管理ユニット２０６は、画像処理機能を使用してリスク候補因子を判断することができる。位置センサー５７により獲得された個人５の位置に基づき、リスク管理ユニット２０６は、個人５の周囲のリスク候補因子を把握することができる。
【００４３】
光依存抵抗器（ＬＤＲ）などの光センサー５２は、スマートステッキ１０またはパーソナルナビゲーションシステム１００の他の装置と結合され、周辺環境における周囲光のレベルを測定および／または監視してもよい。生成モジュール２０１は、照明管理ユニット２０７を含んでもよく、照明管理ユニット２０７は、外部の光の状態７６の情報を含む聴覚−触覚コンテンツ７０を生成するように構成されてもよい。照明管理ユニット２０７は、光センサー５２の検出結果に従ってスマートステッキ１０に取り付けられた照明装置６０を自動的に点灯させる機能を含んでもよい。光センサー５２は、スマートステッキ１０に取り付けられる照明装置６０と関連づけられてもよく、周囲光のレベルが低い場合には照明６０が作動される。照明装置６０は、例えば、照度低下したときに周囲の環境を照らすためのＬＥＤアレイを含んでもよい。システム１００は、暗い状況下で、他の人が視覚障害者５の存在を認識するのを助ける。システム１００の外部の光の状態についての音声アシスタントは、個人５がより注意を払うのに役立つ。
【００４４】
照明管理ユニット２０７は、低照度の状態で、カメラセンサー５３に連動して照明装置６０を作動させてもよく、カメラセンサー５３が、鮮明な画像を取り込むことができる。さらに、音声、触覚および／または皮膚感覚フィードバックを介して視覚障害者５が、外部の光の状況を警告されてもよく、視覚障害者５が所望の経路を歩行する際に十分な注意を払うことができる。
【００４５】
近接センサー５４および／またはカメラセンサー５３は、スマートステッキ１０と個人５の周囲３６０度を検出するセンサーであってもよく、周囲３６０度の接近する移動物体を検出するように構成されたセンサーとして機能してもよい。典型的な３６０度センサーは、ライダーセンサーである。生成モジュール２０１は、スキャニングユニット２０８を含んでもよく、スキャンニングユニット２０８は、あらゆる方向から個人５に近づき、個人５に接近する移動物体を検出し、緊急警報命令７７を含む聴覚−触覚コンテンツ７０を生成し、言葉、触覚および／または皮膚感覚フィードバックにより視覚障害者５が衝突を避けられるように構成されてもよい。
【００４６】
モジュールのセット２００は、インテリジェントガイダンスモジュール（知的案内モジュール）２３０を含んでいてもよく、インテリジェントガイダンスモジュール２３０は、個人５が頻繁に通る経路上で、移動可能な物体と固定された物体とを区別し、より迅速な意思決定を行い、また、正確な案内を含む聴覚-触覚コンテンツ７０を生成するように構成される。インテリジェントガイダンスモジュール２３０は、頻繁に使用される通り道を理解し、道案内の効率を向上することを援助するように構成された機械学習モジュール２３５を含んでもよい。また、インテリジェント案内モジュール２３０は、コンテキストアウェアとなる知能で構成されてもよく、職場、家、屋外などの環境を区別して検出することが可能である。
【００４７】
図３に示すように、本発明によるパーソナルナビゲーションシステム１００の実施例の一つでは、システム１００の全ての特徴と構成要素が単一の装置に含まれる様に、完全に一体化されていてもよい。図示したように、パーソナルナビゲーションシステム１００は、センシングスイート５０と、スマートデバイス２０と、照明装置６０と、情報伝達装置３０とが統合されたスマートステッキ１０を有してもよい。示される様に、スマートデバイス２０を実装するための処理システムは、処理システムを損傷から保護するために、スマートステッキ１０の持ち手１１または近い方の端の近くに配置されてもよい。センシングスイート５０を構成するセンサアレイは、当業者に知られている有線通信方法を介してスマートデバイス２０の処理システムと通信してもよい。スマートデバイス２０の構成ツール（コンフィグツール）は、音声指示またはスマートステッキ１０に一体化された複数のボタンによってアクセスしてもよい。その他の実施例では、スマートデバイス２０の構成ツールは、モバイルデバイス上のアプリケーションを通じてアクセスしてもよい。さらに他の実施例では、スマートデバイス２０の構成ツールは、クラウドサーバー３００などを介して遠隔からアクセスしてもよい。
【００４８】
スマートステッキ１０に統合された情報伝達装置（コミュニケーションデバイス）３０は、視覚障害者５に可聴および／または触覚または皮膚感覚フィードバックを提供するためのスピーカー、ブザー、圧電体またはその他の同様の装置を含んでもよい。図示した様に、スマートステッキ１０に統合された情報伝達装置（出力装置）３０は、当業者に知られている有線通信手段を介して、聴覚−触覚コンテンツをスマートステッキ１０に統合されたスマートデバイス２０から受け取ってもよい。
【００４９】
本発明によるパーソナルナビゲーションシステム１００の別の実施例において、パーソナルナビゲーションシステム１００は、センシングスイート５０、スマートデバイス２０、照明装置６０および情報伝達装置３０が統合された携帯端末または携帯電話２７を有してもよい。他の実施例において、パーソナルナビゲーションシステム１００は、２つ以上の装置にわたって分散されてもよい。例えば、パーソナルナビゲーションシステム１００のいくつかの機能性はスマートステッキ１０に含まれてもよく、パーソナルナビゲーションデバイス１００の他の機能性は、携帯電話２７に含まれてもよい。いくつかの実施例では、視覚障害者５は、携帯電話２７とローカル無線ネットワークの間で、Ｗｉ−Ｆｉまたは他の無線接続を設定してもよい。携帯電話２７上で動くアシスタントアプリケーション２８が、視覚障害者５が、視覚障害者５の好みに応じて、パーソナルナビゲーションデバイス１００を初期設定したり、カスタマイズすることを可能にしてもよい。無線接続は、パーソナルナビゲーションデバイス１００が携帯電話２７を介して、または直に無線接続を介して、遠隔サーバー（示されていない）にデータをストリーミングすることを可能にすることもできる。
【００５０】
前述の様に、本発明のいくつかの実施例は、ラズベリーパイといった組み込みプロセッサ２５を利用してもよい。図４は、特定の関連する部分およびインターフェイスを備えた組み込みプロセッサ２５の１つの実施例の代表的な回路図である。
【００５１】
図示されているように、組み込みプロセッサ２５の１つのピン４０２は、周囲光レベルを検出するために光依存抵抗器（ＬＤＲ）と連動してもよい。組み込みプロセッサ２５の別のピン４０４は、触覚フィードバックシステムまたは振動回路３２ａを駆動してもよい。組み込みプロセッサ２５のピン４０６は、超音波センサー５４ａのトリガを駆動し、それによるエコーはピン４０８で受信されてもよい。水センサー（水分センサー）５８の出力は、ピン４１０で読み取られ、ピン４１２は情報伝達装置３０のブザー３１ａを駆動してもよい。ＬＥＤ回路はピン４１４からの出力によって駆動されてもよい。
【００５２】
図５は、本発明の実施例によるパーソナルナビゲーションシステム１００を操作する方法５００の実施例の１つを示す。方法５００は、最初に、パーソナルナビゲーションシステム１００が作動しているか（電源が入っているか）否かを判断してもよい。システムが作動していれば、ステップ５０１において、センシングスイート５０の様々なセンサーからセンサーデータが収集され、カメラ監視が開始されてもよい。センサーは、例えば近接センサー（超音波センサー）５４、光センサー５２、カメラセンサー５３、モーションセンサー（加速度計およびジャイロメータ）５５、水センサー（水分センサー）５８、位置センサー５７などを含んでもよい。ステップ５０２において、センサーデータおよびカメラ監視からのビデオデータは、個人５の安全な経路を見出し、その他の処理のために、当業者には公知の有線または無線通信により、処理システム２５に転送されてもよい。
【００５３】
システム１００に関する典型的な初期化シーケンスは、ユーザモバイル機器２７とローカル無線ネットワークとの間のＷｉ−Ｆｉ接続の初期化を含むであろう。ユーザモバイル機器２７上で稼働するアプリケーションソフトウェア２８は、ユーザーが、パーソナルナビゲーションシステム（スマート視覚障害者アシスタント）１００を、ユーザーのニーズに合わせて初期化しカスタマイズすることを可能にする。また、Ｗｉ−Ｆｉ接続は、ユーザモバイル機器２７経由で、またはＷｉ−Ｆｉ接続により直に、のどちらかで、システム１００が遠隔サーバにデータをストリーミング（ストリーム配信）することを可能にする。
【００５４】
ステップ５０３において、一歩単位のナビゲーションユニット（ステップ−バイ−ステップナビゲーションユニット）２０５は、個人５が１歩（１ステップまたは１フィート）動いたか否かを判定する。個人５が動くと、ステップ５０４において、一歩単位のナビゲーションユニット２０５は、生成モジュール２０１の各ユニットに対し、動き、方向および動いた距離を通知し、一歩単位のナビゲーション情報２０５を含むコンテンツ７０の生成を行い、それを個人５に伝達する。個人５が動かない場合、一歩単位のナビゲーションユニット２０５は、必要であれば、周囲の環境の変化を検出した情報を含むコンテンツ７０を提供するように、生成モジュール２０１の各ユニットをセット可能である。
【００５５】
ステップ５０５において、探査ユニット２０２が、個人５の移動（進行）方向に障害物があるか否かを判定し、ステップ５０６において、探査ユニット２０２は、その方向への深度プロファイル７１を一歩単位に作成し、さらに、アラームを含むコンテンツ７０を生成し、コミュニケーション装置（情報伝達装置）３０を介して個人５に警報を転送する。例えば、探査ユニット２０２は、個人５の周辺付近または進路にある物体の存在を検出してもよい。この処理は、センシングスイート５０により提供されるセンサーデータだけを用いて行ってもよい。予め設定された閾値により、検出された物体に対する許容可能な距離を定義してもよい。探査ユニット２０２は、視覚障害者５と検出された物体または障害物との間の距離が、所定の閾値より小さいかどうかを判断してもよい。その場合、探査ユニット２０２は、コンテンツ７０による音声フィードバック（音声応答）を作動し、衝突を避ける十分な時間を設けて視覚障害者５に物体の存在を警告してもよい。そうでない場合は、コンテンツ７０として音声フィードバックは提供されなくてもよい。
【００５６】
ステップ５０７において、危険予測ユニット（ハザード予測ユニット）２０３が、個人５の進行方向に潜在的な危険（ハザード）を発見すると、ステップ５０８において、危険予測ユニット２０３は、危険または潜在的危険情報７２を含むコンテンツ７０を生成する。例えば、危険予測ユニット２０３は、水センサー（水分センサー）５８が、個人５の周辺環境内において、地表の水分（氷、雪、水溜まりなど）、または空気中に浮遊する水分（雨、霧、湿度など）を検出したと判断する。水センサー５８は、水分レベルを計測するために利用されてもよい。水が存在する場合（水分がある場合）、危険予測ユニット２０３は、水分レベルを得て、そのレベルが、予め設定された（所定の）閾値を超えるか否か判断してもよい。ステップ５０７において、水分レベルが所定の閾値を超え、視覚障害者５に危険をもたらす場合、ステップ５０８において、危険予測ユニット２０３は、例えばブザーまたは圧電体により、視覚障害者５に触覚フィードバック（触覚応答）を提供してもよい。水を含むレベルが所定の閾値に達しない場合は、触覚フィードバックが提供されなくてもよい。
【００５７】
ステップ５０９において、個人５により、地点ＡからＢへのナビゲーション（案内、誘導）が求められると、ステップ５１０において、屋内外ナビゲーションユニット２０４は、屋外および屋内の間で連続したナビゲーション情報７３を含むコンテンツ７０を生成し、個人５に対し安全な経路をアドバイスする。ステップ５１１において、リスク管理ユニット２０６が、個人５の進路または経路上にいくつかのリスク候補要因（危険候補要因）または潜在的リスク（潜在的な危険）を発見すると、ステップ５１２において、リスク管理ユニット２０６は、リスク候補要因７５の存在を含む聴覚−触覚コンテンツ７０を生成する。
【００５８】
ステップ５１３において、照明管理ユニット２０７が、周囲が暗くなったと判断すると、ステップ５１４において、照明管理ユニット２０７は、外光状態７６を含むコンテンツ７０を生成し、照明装置６０を点灯する。例えば、ステップ５１３において、周囲の光のレベルが照明管理ユニット２０７により処理され（得られ）、光のレベルが所定の閾値に比べ低いか否かを判定されてもよい。低ければ、ステップ５０４において、ＬＥＤまたはＬＥＤアレイ６０が、他人に視覚障害者５の存在を警告する安全機構として作動されてもよい。ステップ５１４においてＬＥＤアレイ６０を作動させることにより、低照度の条件下であっても、画像およびビデオデータの取り込みが容易になる。周囲光のレベルが、所定の値またはそれを超えると、ＬＥＤは作動しなくてもよい。
【００５９】
ステップ５１５において、スキャニングユニット２０８が、個人５に接近する移動物体を検出すると、ステップ５１６において、スキャニングユニット２０８は、緊急警報７７を含むコンテンツ７０を生成し、衝突を回避する。コンテンツ７０の音声フィードバック（音声応答）は、例えば、言葉による、その物体の識別、言葉による視覚障害者５とその物体間の距離の識別、その物体の周囲のナビゲーション（歩行）に関しての指示、および／または、視覚障害者５のその物体への衝突を回避するためのその他の適切な情報を含んでもよい。他の実施例では、音声フィードバックは、その物体と視覚障害者５との近接度に応じて、ピッチまたは周波数を変化させる一連の音を含んでもよい。
【００６０】
センシングおよびデジタル処理における現在の進歩は、視覚障害者を支援し、彼らの生活の幾つかの領域における障害の影響を和らげることに利用可能である。その目標は、ユーザー５の周囲（周りの世界、周りの空間）のナビゲーション状況（案内状況、誘導状況、歩行状況）に関する包括的な情報セットを含むコンテンツ７０をユーザー５に提供することができる一連のセンシング機構（センシングスイート、センシング機構のアレイ）５０を提供することである。ここに提示されるアプローチは、包括的センシングシステム５０を杖（歩行用の杖）に統合（一体化）することにより、今ある杖の機能性を増加させることであり、センシングシステム５０は、杖のユーザー５に、その世界（万象）の状態に対して案内（誘導）するための指示を提供するように構成される。スマート視覚障害者アシスタントとして参照されるシステム１００は、近接を感知し、位置を感知し、彼らの進路上の障害物の性質を感知するなど感覚を提供する進化したセンサーを用いて、視覚障害者５に、その周囲を感知する力を与え、彼らの移動性を向上するようにしている。
【００６１】
本明細書に開示される技術は、パーソナルナビゲーションシステム１００用に、他の種類の補助具が、歩行用の杖（スマートステッキ）と同様に含まれてもよく、例えば、ベスト（スマートベスト）、ジャケット（スマートジャケット）、ヘルメット（スマートヘルメット）、ヘッドギア（スマートヘッドギア）、眼鏡（スマート眼鏡）、または公知のスマート衣服または着用可能または着用不可能な装置が含まれていてもよい。従って、本明細書では、スマートステッキが特に参照されているが、本明細書で開示される技術は、歩行用の杖に限定されるものではなく、他の種類の装置に組み込まれてもよい。
【００６２】
上記の開示は、本開示が実施され得る特定の実施形態を例示として示す添付の図が参照され、本明細書の一部を形成する。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され構造的変更が加えられる可能性があることが理解されている。本明細書における「１つの実施例」、「実施例の１つ」、「実施例の例示」などの参照では、記述された実施例は、特定の様相、構造または特徴を含んでもよく、しかしながら、全ての実施例が、特定の様相、構造または特徴を必ずしも含まなくてもよいことを示す。さらに、このような語句は、必ずしも同じ実施例を参照しているわけではない。加えて、特定の様相、構造または特徴が実施例と関連して記述される場合、明示的に説明されているか否かにかかわらず、他の実施例に関するこれらの様相、構造または特徴に影響を与えることは、当業者の知識の範囲内であることが提示される。
【００６３】
本明細書で開示されるシステム、装置および方法の実装形態は、専用または汎用のコンピュータを備えていてもよく、また利用してもよく、それらは、本明細書で述べられているように、例えば、１つまたはそれ以上のプロセッサおよびシステムメモリなどのコンピュータハードウェアを含む。本開示の範囲内において、実装形態は、コンピュータが実行可能な指示、データ構造、および／またはプログラム（プログラム製品）を搬送または保管するための、物理的な、あるいは他のコンピュータ可読媒体を含んでもよい。これらのコンピュータ可読媒体は、専用または汎用のコンピュータシステムによりアクセス可能であれば、どのような利用可能な媒体であってもよい。コンピュータ実行可能な指示を保管するコンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体（装置）である。コンピュータ実行可能な指示を搬送するコンピュータ可読媒体は、伝送媒体である。このように、限定ではなく例として、本開示の実装形態は少なくとも２つの明確に異なるコンピュータ可読媒体、即ちコンピュータ記憶媒体（デバイス）および伝送媒体を備えることができる。
【００６４】
コンピュータ記憶媒体（装置）は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、（例えばＲＡＭをベースとした）、フラッシュメモリ、相変化メモリ（ＰＣＭ）、その他のタイプのメモリ、その他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、またはその他の媒体を含み、これらは、コンピュータ実行可能な指示またはデータ構造の形で、所望のプログラムコード手段を記憶するために利用可能であり、汎用または特殊コンピュータによりアクセス可能であればよい。
【００６５】
本明細書に開示されるデバイス、システムおよび方法の実装形態は、コンピュータネットワークを通じて通信してもよい。ネットワークは、コンピュータシステムおよび／またはモジュールおよび／またはその他の電子デバイスとの間で電子データを転送することができる１つまたはそれ以上のデータリンクとして定義される。情報がネットワークまたは別の通信接続（有線、無線、または有線と無線の組み合わせ）を通じて転送または提供される場合、コンピュータはその接続を転送媒体として適切にみなす。転送媒体は、ネットワークおよび／またはデータリンクを含んでもよく、それはコンピュータ実行可能な指示またはデータ構造の形で、所望されたプログラムコード手段を搬送するために使用可能であり、そしてそれは汎用または特殊目的のコンピュータによるアクセスが可能である。上記の組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００６６】
上記で議論されたセンサーの実装形態は、機能の少なくとも一部を実行するためのコンピュータハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせを含んでもよいことに留意すべきである。例えば、センサーは、１つまたはそれ以上のプロセッサ内で実行されるよう構成されているコンピュータコードを含んでもよく、そしてコンピュータコードにより制御されるハードウェアロジック／電気回路を含んでもよい。これらの例示的な装置は、ここでは説明のために提供され、限定する意図はない。本開示の実施例は、当業者に知られている様に、更なる種類の装置で実施されてもよい。
【００６７】
少なくとも本開示のいくつかの実施例は、コンピュータ利用可能な媒体上に格納されたこのようなロジック（例えばソフトウェアの形で）を構成するコンピュータプログラム製品に関するものである。このようなソフトウェアは、１つまたはそれ以上のデータ処理装置で実行される場合、本明細書に記載された様に装置を作動させる。
【００６８】
本開示の様々な実施例が上記で記述されてきた一方、それらはただの例示として提示され、制限をするものではないことに留意すべきである。本開示の精神と範囲から逸脱せずに、その形態や詳細における様々な変更がここでは可能なことが、当業者には明らかであろう。従って、本開示の広がりと範囲は、上記で記述されたどの実施例の例示によっても限定されるべきではなく、以下の請求項とそれらの同等物に従ってのみ定義されるべきである。前述の記述は、例示および説明を目的として提示されたものである。網羅的であることを意図しておらず、また開示された正確な形態に開示を限定する意図はない。上記の教示に照らして、多くの変更改造や変形が可能である。更に、前述の代替の実施例のいずれかまたは全てが、本開示の追加的なハイブリッドの実施例を形成するために望まれるどの組み合わせで使用されてもよいことに留意すべきである。
【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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【国際調査報告】
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