JP2002352380A - 歩行者誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安全且つ確実な誘導補助を阻害することなく、
自走機能を省略して小型軽量に構成することにより、可
搬性を向上させ車両での通過が困難な場所においての使
用を容易にする。 【解決手段】外界センサ１３は、周囲の状況を検出す
る。システム制御部１４は、外界センサ１３の出力に基
づいて、歩行者誘導装置１の自動操舵及び制動制御を行
う。これにより、安全且つ確実な誘導補助が可能とな
る。歩行者誘導装置１は自動操舵及び制動機能を有して
いるが、自走機能は不要である。このため、歩行者誘導
装置１を小型軽量に構成することができ、可搬性を向上
させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、視覚障害者等の屋
内外での歩行を誘導補助することが可能な歩行者誘導装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、視覚障害者の歩行等の誘導用とし
て、盲導犬が利用されている。近年、これに代わるもの
として、視覚障害者等の歩行を誘導補助する装置が研究
されている。

【０００３】例えば、特開平１０−４３２６３号公報に
おいては、障害物までの距離等を検知して、視覚障害者
に知らせる機能を有した各種器具が開示されている。

【０００４】しかし、特開平１０−４３２６３号公報の
提案では、視覚障害者に単に情報を提供するのみであ
り、視覚障害者の歩行を確実に誘導補助することができ
るとは限らない。

【０００５】そこで、近年、超音波センサやカメラ・画
像処理装置を用いて周囲の状況を認識し、更に、車輪と
モーターなどの走行駆動機構を備えて自立的に走行する
機能を有した歩行者誘導装置が研究されている。

【０００６】このような歩行者誘導装置においては、視
覚障害者を乗せて走行したり、車体に取り付けたハンド
ルを視覚障害者に握らせて歩行を誘導することができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
歩行者誘導装置においては、視覚障害者を適切に誘導す
るために、各種センサ等を用いた周囲状況の認識結果に
従って、歩行者誘導装置が最終的な誘導路を決定し、決
定した誘導路上を自走することで、確実な誘導を可能に
している。

【０００８】即ち、従来の歩行者誘導装置においては、
自走の必要性から、モーター等を用いた自走機能を備え
ており、モーター及びその電源となるバッテリ等の重量
部品の影響によって、装置自体の重量が極めて重く、大
型化してしまう。このため、視覚障害者が単独で装置を
持ち上げることは困難であり、車輪による走行が不可能
な階段や段差等を通過することはできない。従って、従
来の歩行者誘導装置を利用した場合には、階段の通行及
び電車やバス等の乗車が極めて困難となるという問題が
あった。

【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、自走機能を省略した場合でも安全且つ確実
な誘導補助を可能にすることにより、重量を軽くし、サ
イズを小さくすることで可搬性を向上させ、持ち上げな
ければ通過することができない場所においての使用を容
易にすることができる歩行者誘導装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る歩行者誘導
装置は、周囲の映像情報を検出するためのセンサと、走
行力が操作者の歩行に従って与えられる車両と、前記車
両の進行方向を制御するための操舵手段と、前記車両の
走行速度を制限するための制動手段と、前記センサの検
出結果に基づいて前記操舵手段及び制動手段を制御して
前記車両の走行を制御する制御手段とを具備したもので
ある。

【００１１】本発明において、センサは周囲の映像情報
を検出する。車両は操作者の歩行に従って走行力が与え
られる。車両は操舵手段によって進行方向が制御され、
制動手段によって進行速度が制限される。制御手段は、
センサの検出結果に基づいて、操舵手段及び制動手段を
制御して、車両の走行路を規定する。これにより、例え
ば、車両が安全に歩道等を通行することが可能になる。
即ち、車両に自走機能を付加することなく、軽量及び小
型化された車両による誘導補助が行われる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る
歩行者誘導装置の一実施の形態を示す説明図である。

【００１３】本実施の形態は、自走機能を省略した場合
でも、視覚障害者に対する安全で且つ確実な誘導補助を
可能にしたものである。

【００１４】歩行者誘導装置１は、適宜の形状の車台２
と、車台２を支持すると共に自立して走行を可能にする
例えば４つの車輪３，４，５，６とを有している。車台
２は、左右方向には人の横幅と同様の寸法を有する。車
台２は底面が略四角形状であり、車台２下端の４隅に
は、車輪取付金具７，８，９，１０が固定されている。
車輪取付金具７乃至１０は、支持部材２１乃至２４によ
って図示しないシャフトを両側から支持する構成であ
り、シャフトにタイヤが回動自在に取り付けられてい
る。

【００１５】車台２前方の両端に取り付けられた車輪取
付金具７，８は、支持部材２１，２２が車台２の底面に
平行な面内を回動自在である。本実施の形態において
は、車輪取付金具７，８の支持部材２１，２２は、後述
する自動操舵機構部１１によって回転が制御されるよう
になっている。

【００１６】車台２後方の両端に取り付けられた車輪取
付金具９，１０は、支持部材２３，２４にタイヤの回転
を制動させるための図示しない制動部材が取り付けられ
ている。本実施の形態においては、車輪５，６の制動部
材は、後述するブレーキ機構部１２によって制御される
ようになっている。

【００１７】車台２には、外界センサ１３、システム制
御部１４、バッテリ１５、自動操舵機構部１１及びブレ
ーキ機構部１２が設けられている。また、車台２の後方
上端には、ハンドル１６が取り付けられている。

【００１８】外界センサ１３は、車台２の周囲、特に前
方の状況を取得する視界センサであり、例えば、超音波
センサ、カメラ、レーザレーダ、音波センサ等の各種セ
ンサを採用することができる。外界センサ１３は、車台
２の例えば前方の物体の空間形状や色，模様等に関する
情報を取得してシステム制御部１４に出力するようにな
っている。なお、外界センサ１３として、走行路を誘導
するための誘導信号を受信する受信機を用いてもよい。

【００１９】例えば、外界センサ１３としてカメラを用
いる場合には、立体視を可能とするために、車台２の左
右に一対のカメラを取付ける。これにより、車台２の前
方の対象物を異なる視点からステレオ撮像することがで
きる。

【００２０】システム制御部１４は、外界センサ１３か
らの情報に基づいて、車台２の例えば前方の状況を認識
する。例えば、外界センサ１３として一対のカメラを用
いた場合には、システム制御部１４は、入力されたステ
レオ映像信号に基づく画像認識処理によって、前方の物
体等の形状及び位置等を認識する。また、例えば、シス
テム制御部１４は、カメラからの映像信号の輝度情報を
解析することによって、色彩又は模様の変化を認識す
る。これにより、道路上の白線や標示等によって道路形
状を認識可能である。更に、信号機の色も認識可能であ
る。

【００２１】システム制御部１４は、認識結果に基づい
て、自動操舵機構部１１及びブレーキ機構部１２を制御
する。自動操舵機構部１１は図示しない転舵モータを備
えており、転舵モータは、システム制御部１４の制御に
従って、支持部２１，２２を回転させて車輪３，４の向
きを変えることができるようになっている。これによ
り、自動操舵機構部１１は、車台２の進行方向を変化さ
せることができる。

【００２２】なお、例えば、前輪を１輪で構成しても良
いことは明らかである。また、前輪である車輪３，４
を、４点リンクを用いたステアリング機構によって構成
して、転舵モータにより４点リンクを駆動することで、
車輪３，４を転舵させるようにしてもよく、自動操舵機
構としては種々のものを採用可能であることは明らかで
ある。

【００２３】ブレーキ機構部１２は図示しないブレーキ
ングモータを備えており、ブレーキングモータは、支持
部２３，２４に取り付けた制動部材を駆動して、車輪
５，６の回転を制動することができるようになってい
る。これにより、ブレーキ機構部１２は、車台２の進行
を強制的に停止させることができる。なお、ブレーキ機
構部１２及び制動部材の構成としては種々のものを採用
可能であることは明らかである。

【００２４】本実施の形態においては、転舵モータ及び
ブレーキングモータは、バッテリ１６によって電力が供
給されるようになっている。また、バッテリ１６は、シ
ステム制御部１４に対しても電力を供給する。転舵モー
タ、ブレーキングモータ及びシステム制御部１４を駆動
するために必要な電力量は比較的少なく、バッテリ１６
としては低容量で軽量のものを採用することができる。

【００２５】更に、本実施の形態においては、システム
制御部１４は、操作者の操作に従って、自動操舵機構部
１１及びブレーキ機構部１２を制御することができるよ
うになっている。ハンドル１５は、図示しないスイッチ
や圧力センサ等によって、転舵のための操作者によるハ
ンドル操作を検知するための機構を備えている。例え
ば、ハンドル１５は、操作者が所定の角度だけハンドル
１５を回動させると、システム制御部１４に操作者がハ
ンドル１５を操作したこと及びその方向を示す操作検出
信号を出力する。

【００２６】なお、ハンドル１５の左右に操作レバーを
設けて、操作レバーの操作に応じた操作検出信号をシス
テム制御部１４に出力するようにしても良く、操作者に
よる転舵の意志及び方向をシステム制御部１４に通知す
る方法としては種々の方法が考えられる。

【００２７】システム制御部１４は、ハンドル１５の操
作に基づく操作検出信号が入力されると、この操作検出
信号に基づいて自動操舵機構部１１の転舵モータを制御
するようになっている。

【００２８】また、システム制御部１４は、外界センサ
１３の出力に基づく認識結果を予め定められたメッセー
ジに変換して、スピーカ１７等から音響出力することが
できるようになっている。例えば、システム制御部１４
は、外界センサ１３の出力に基づく認識結果によって前
方に障害物を確認した場合において、予め定められた処
理ルーチンに従って自動操舵を行うべきではないものと
判断した場合には、操作者に前方に障害物が存在するこ
とを伝えるための音声メッセージを発生して、スピーカ
１７から音響出力させる。また、例えば、システム制御
部１４は、外界センサ１３の出力に基づいて、横断歩道
の前方の信号機が“赤”に点灯していることを認識した
場合には、操作者に前方の信号機が“赤”であることを
伝えるための音声メッセージを発生して、スピーカ１７
から音響出力させるようになっている。

【００２９】次に、このように構成された実施の形態の
動作について図２のフローチャートを参照して説明す
る。

【００３０】本実施の形態においては、歩行者誘導装置
１は、視覚障害者等の操作者がハンドル１５を把持して
押すことによって走行する。従って、歩行者誘導装置１
は、操作者の歩行速度に応じた速度で走行することにな
り、歩行者が停止すれば、歩行者誘導装置１も停止す
る。また、操作者がハンドル１５を所定の方向に操作す
ると、システム制御部１４は、転舵モータを駆動して車
輪３，４の向きを操作者の操作に応じて変更する。これ
により、操作者のハンドル１５の操作に応じた方向に歩
行者誘導装置１を進行させることができる。

【００３１】いま、操作者が、ハンドル１５を把持した
状態で所定の方向に進行するものとする。外界センサ３
は、図２のステップＳ1 において、歩行者誘導装置１前
方の状況を検出している。外界センサ３からの信号はシ
ステム制御部１４に供給され、システム制御部１４は歩
行者誘導装置１の周囲、特に前方の状況を認識する。

【００３２】例えば、システム制御部１４は、先ず、入
力された信号から得られる輝度差の情報等によって、路
面が平坦である部分及び平坦部の端部を検出する。これ
により、システム制御部１４は、歩行者誘導装置１の走
行路として適当な道路、特に歩道の形状を検出する。更
に、道路の形状認識には、道路上の白線、ガードレー
ル、側溝や縁石、家屋の塀等の検出が有効である。歩道
及びその端部の検出は、歩道表面の色、ブロック、石
材，タイル等の模様や縁石からの負の段差の検出によっ
て可能となる。また、歩道上の植え込み部分等の検出も
可能である。

【００３３】更に、歩道上には視覚障害者用の誘導路と
して点字ブロック等が敷設されていることもあり、シス
テム制御部１４は、輝度情報等によって歩道上の誘導路
を認識することが可能である。

【００３４】なお、システム制御部１４は、平坦部の端
部における段差を歩行者誘導装置１が容易に走行可能で
あるか否かについての判断も行う。

【００３５】更に、システム制御部１４は、平坦部上の
障害物も検出する。障害物を検出した場合には、障害物
の横に歩行者誘導装置１が通過可能な隙間があるか否か
の検出も行う。

【００３６】また、システム制御部１４は、平坦部の端
部が進行方向に対して所定の傾斜角以上の角度を有して
いるか、或いは、障害物の横に通過可能な隙間がない場
合等についても認識する。例えば、道路が略直角に曲が
っている場合、Ｔ字路の交差点、略正面に大きな障害物
がある場合等である。

【００３７】また、更に、システム制御部１４は、道路
上の標示から横断歩道を認識することもできる。また、
信号機を検出して、現在の信号機の色を認識するこもで
きる。更に、交通標識を認識することも可能である。

【００３８】システム制御部１４は、認識結果に基づい
て処理を決定する（ステップＳ3 ）。いま、視覚障害者
が道なりに進行するものとする。この場合には、システ
ム制御部１４は、認識した歩道や道路形状に応じて転舵
を行うように、自動操舵機構部１１を制御する。即ち、
システム制御部１４は、ステップＳ4 ，Ｒ6 ，Ｓ8 ，Ｓ
10の判断を行い、ステップＳ11で認識結果に基づく転舵
を行う。

【００３９】例えば、歩道が緩やかにカーブしている場
合には、歩道のカーブ形状に合わせて、転舵モータを駆
動し、車輪３，４を回転させる。ステップＳ1 以降の処
理が繰返されて、歩行者誘導装置１は、歩道の形状に沿
って進行する。なお、歩道の端部の形状が殆どなだらか
な場合には、システム制御部１４は、歩道の端部に沿っ
て歩行者誘導装置１を走行させるように、転舵モータを
駆動すればよい。

【００４０】いま、例えば、歩道上に自転車等の障害物
が存在するものとする。この場合には、システム制御部
１４は、障害物の横に十分な隙間があるか否かを判断す
る。歩行者誘導装置１が走行可能な十分な隙間がある場
合には、システム制御部１４は、ステップＳ11におい
て、障害物を回避しながら進行させるように、転舵モー
タを駆動する。なお、歩行者誘導装置１は人の横幅と略
同一のサイズに構成されており、人が通過可能な隙間で
あれば、歩行者誘導装置１も通過可能である。

【００４１】次に、進行中に前方がＴ字路になっている
ものとする。システム制御部１４は、進行先として複数
の選択肢が考えられる場合等においては、進行方向の選
択肢を操作者に決定させるためのメッセージを出力す
る。例えば、システム制御部１４は、Ｔ字路までの距離
が所定の閾値以内になると、ステップＳ4 ，Ｓ6 の判断
を行い、ステップＳ7 で「前方がＴ字路になっていま
す」等のメッセージをスピーカ１７から音声出力させ
る。

【００４２】操作者は、スピーカ１７からの音声出力に
よって次の進行方向を決定する。例えば、右に曲がって
進行しようとする場合には、操作者はハンドル１５を右
に回転させようとする。この操作はシステム制御部１４
に伝達され、システム制御部１４は、ステップＳ4 ，Ｓ
5 ，Ｓ8 の判断を行い、ステップＳ9 で自動操舵機構部
１１の転舵モータを駆動して、車輪３，４を右に回転さ
せる。これにより、Ｔ字路において操作者が指定した方
向へ進路をとることができる。

【００４３】また、Ｔ字路の場合のように道路が直進方
向に存在しない場合において、上述したメッセージが出
力されたときでも、操作者がそのまま直進しようとする
ことが考えられる。また、自動操舵によって道路に沿っ
て道なりに進行中において、操作者がハンドル１５を操
作することで、例えば段差が大きい側溝に近接する方向
に進行させてしまうことも考えられる。

【００４４】システム制御部１４は、これらの場合を検
知すると、障害物への衝突や、負の段差を有する側溝等
への転落を防止するために、障害物等までの距離が所定
の閾値以内に到達すると、ステップＳ4 からステップＳ
5 に移行してブレーキ機構部１２を制御し、ブレーキン
グモータを駆動して制動部材により車輪５，６に制動を
掛け、歩行者誘導装置１を停止させる。なお、完全な停
止処理を行う前に、速度を減速させる処理を行ってもよ
い。

【００４５】また、システム制御部１４は、ステップＳ
5 による停止処理に先立って、例えば、「進行できませ
ん」等のメッセージを音声出力するようにしてもよい。
更に、システム制御部１４は、停止処理直前の進行方向
と周囲の状況を考慮して適切と考えられる進行方向を決
定し、停止処理後に、「右に進んでください」，「左に
進んでください」等の音声誘導メッセージを出力するよ
うにしてもよい。

【００４６】更に、システム制御部１４は、正又は負の
段差のために停止処理を行う場合には、例えば、「上り
（又は下り）の段差があります」等のメッセージを音声
出力するようにしてもよい。

【００４７】操作者は、この音声メッセージを確認した
場合には、歩行者誘導装置１を持ち上げて、この段差を
越える。例えば、歩道と道路との縁石の段差が大きい場
合、階段、バス等の昇降口等においては、操作者は、シ
ステム制御部１４からのメッセージによってこれらの段
差の存在を確認することができ、歩行者誘導装置１を持
ち上げることで、段差を通過することができる。

【００４８】バッテリ１６は、主に、システム制御部１
４、転舵モータ及びブレーキングモータのみに電力供給
を行えばよいことから、必要な容量が小さく且つ軽量で
ある。また、歩行者誘導装置１は自走機能を備えておら
ず、極めて軽量に構成されているので、操作者は比較的
容易に歩行者誘導装置１を持ち上げることができる。即
ち、歩行者誘導装置１は可搬性に優れており、歩行者誘
導装置１を利用する場合でも、操作者は、歩行者誘導装
置１を持ち上げて、バスの乗り降り、階段の上り下り等
を容易に行うことができる。

【００４９】次に、操作者が横断歩道を渡るものとす
る。この場合には、システム制御部１４は、横断歩道を
認識すると、ステップＳ7 において、例えば「横断歩道
があります」というメッセージを音声出力させる（ステ
ップＳ7 ）。そして、システム制御部１４は、横断歩道
上を走行するように、自動操舵機構部１１を制御する
（ステップＳ11）。なお、システム制御部１４は、視覚
障害者用の点字ブロック等を認識することで、横断歩道
までの走行路を決定するようにしてもよい。

【００５０】横断歩道に信号機が設けられている場合に
は、システム制御部１４は、信号機の色を認識する。信
号機の色が“赤”又は“黄色”である場合には、システ
ム制御部１４は、歩道の端部において、ステップＳ5 で
歩行者誘導装置１を停止させる。信号機の色が“青”に
変わると、システム制御部１４は、ブレーキを解除する
と共に、例えば、「青になりました」という音声メッセ
ージを出力させる。なお、横断歩道の走行途中で、信号
機が“赤”に変わった場合には、システム制御部１４
は、例えば「信号機の色が赤に変わりました」という音
声メッセージを出力させるようにしてもよい。

【００５１】このように、本実施の形態においては、歩
行者誘導装置は、操作者の歩行に従って走行し、また、
操作者の意志で進行方向が決定可能であり、自走機能を
有していない。しかしこの場合でも、周囲状況の認識結
果に基づいて、停止処理、転舵、メッセージ出力を行っ
ており、例えば視覚障害者に対して安全且つ確実な誘導
補助が可能である。自走機能を備える必要がないことか
ら、装置を軽量化して可搬性を向上させることができ、
段差等を有する場所等においても使用可能であり、視覚
障害者等の活動範囲を広範囲に広げることが可能であ
る。

【００５２】なお、上記実施の形態においては、前後輪
２輪ずつの４輪で構成した例を説明したが、上述したよ
うに、前輪又は後輪を１輪とした３輪によっても構成可
能であることは明らかである。更に、自立不能ではある
が、水平に１列に配列した２輪又は複数の車輪を有する
車台にも適用可能である。この場合には、各車輪が制動
機能及び転舵機能を備えていればよい。また、垂直に１
列に配列した２輪又は複数の車輪を有する車台にも適用
可能である。

【００５３】また、上記実施の形態は視覚障害者だけで
なく、足腰，力が弱った老人等の歩行補助装置としても
有用である。

【００５４】更に、ハンドル１５に、操作者がハンドル
を把持しているか否かのセンサを設け、操作者がハンド
ルから手を離したことを検出すると、システム制御部１
４に検出結果を通知する機能を付加することも考えられ
る。この場合には、システム制御部１４は、操作者がハ
ンドルから手を離した直後の所定時間に警報音を発生す
るようにすることで、歩行者誘導装置の存在位置を視覚
障害者に知らせることが可能である。この警報音は、所
定の期間だけ出力させた後停止させる。そして、一定の
時間が経過してもハンドルが把持されない場合には、再
度所定時間だけ警報音を発生させるようにしてもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
走機能を省略した場合でも安全且つ確実な誘導補助を可
能にすることにより、重量を軽くし、サイズを小さくす
ることで可搬性を向上させ、持ち上げなければ使用する
ことができない場所においての使用を容易にすることが
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歩行者誘導装置の一実施の形態を
示す説明図。

【図２】実施の形態の動作を説明するためのフローチャ
ート。

【符号の説明】

１…歩行者誘導装置、２…車台、３〜６…車輪、１１…
自動操舵機構部、１２…ブレーキ機構部、１３…外界セ
ンサ、１４…システム制御部、１５…ハンドル、１６…
バッテリ、１７…スピーカ、

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周囲の映像情報を検出するためのセンサ
   と、 走行力が操作者の歩行に従って与えられる車両と、 前記車両の進行方向を制御するための操舵手段と、 前記車両の走行速度を制限するための制動手段と、 前記センサの検出結果に基づいて前記操舵手段及び制動
   手段を制御して前記車両の走行を制御する制御手段とを
   具備したことを特徴とする歩行者誘導装置。
2. 【請求項２】 前記車両上に、前記操舵手段及び制動手
   段の操舵又は制動を可能にするための電力を供給するバ
   ッテリを更に具備したことを特徴とする請求項１に記載
   の歩行者誘導装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記センサの検出結果
   に基づいて、前記車両の通行を不能とする状況が発生し
   たものと認識した場合には、前記制動手段を制御して前
   記車両を停止させることを特徴とする請求項１に記載の
   歩行者誘導装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記センサの検出結果
   に基づいて、前記車両の通行を不能とする状況が発生し
   たものと認識した場合には、認識結果を操作者に通知す
   ることを特徴とする請求項１に記載の歩行者誘導装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記センサの検出結果
   に基づいて、前記車両の通行路を決定し、通行路の決定
   結果に従って前記操舵手段を制御して前記車両を自動操
   舵することを特徴とする請求項１に記載の歩行者誘導装
   置。
6. 【請求項６】 操作者による前記操舵手段の制御を可能
   にする操作手段を更に具備したことを特徴とする請求項
   １に記載の歩行者誘導装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記センサの検出結果
   に基づいて、前記車両の通行路を決定し、通行路の決定
   結果に従って前記操舵手段を制御して前記車両を自動操
   舵すると共に、前記センサの検出結果に基づいて、前記
   車両の通行路の選択肢が複数あるものと判断した場合に
   は、前記操作手段による前記操舵手段の制御により前記
   車両を手動操舵することを特徴とする請求項６に記載の
   歩行者誘導装置。
8. 【請求項８】 前記制御手段は、前記センサの検出結果
   に基づいて、前記車両の通行路の選択肢が複数あるもの
   と判断した場合には、前記選択肢を操作者に通知するこ
   とを特徴とする請求項７に記載の歩行者誘導装置。