JP2014059208A - 移動補助装置および移動補助方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動時の危険を事前にユーザに報知することの可能な移動補助装置を提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、移動補助装置は、設定部、撮影部、演算部、および、インタフェース部を具備する。設定部は、ユーザによる危険ポイントの設定を受け付ける。撮影部は、移動するユーザの周囲のビューを撮影して画像データを取得する。演算部は、画像データを画像処理してビューに含まれる危険ポイントを特定する。インタフェース部は、特定された危険ポイントへの接近をユーザに報知する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、歩行時や走行時などにユーザを補助するための移動補助装置および移動補助方法に関する。

ある調査によれば、高齢者の歩行中における転倒転落事故の原因は、その８割が「周りに不注意であった」、「目測を誤った」などの人的要因であるとされる。そこで、歩行者に案内サービスを提供したり、身の回りの危険要因を検知してユーザに報知したりする技術が求められている。このようなニーズに応え、危険要因を歩行中に検知してユーザに提供することが考えられている。

特開２００７−１４３９４３号公報 特開２００５−２７９１４９号公報

"１高齢者の転倒転落に占める履き物と自転車の原因等−高齢者危害・危険情報分析調査結果について−"、［online］、東京都生活文化局消費生活部生活安全課、［平成２４年８月２２日検索］、インターネット＜URL： http://www.shouhiseikatu.metro.tokyo.jp/anzen/test/pdf/anzenjyoho_v43_1.pdf＞

ユーザの携帯する装置から物理波を放射し、そのエコーを受信解析して障害物を検出したり識別したりする技術が知られている。しかし物理波は周囲環境の影響を受け易く混雑した環境では使いにくいほか、物体との距離が離れると検出できなくなるといった不具合もある。

このほか、不整地や段差でも転倒することなく歩行可能とする装置も知られている。しかしこの種の装置ではもっぱら赤外線の授受を利用しているので、赤外線発光／受光素子の取り付けられたユーザの脚先付近の障害しか検知し得ない。以上のように既存の移動補助装置には改善の余地があり、更なる改良が待たれている。

目的は、移動時の危険を事前にユーザに報知することの可能な移動補助装置および移動補助方法を提供することにある。

実施形態によれば、移動補助装置は、設定部、撮影部、演算部、および、インタフェース部を具備する。設定部は、ユーザによる危険ポイントの設定を受け付ける。撮影部は、移動するユーザの周囲のビューを撮影して画像データを取得する。演算部は、画像データを画像処理してビューに含まれる危険ポイントを特定する。インタフェース部は、特定された危険ポイントへの接近をユーザに報知する。

図１は、実施形態に係わる移動補助装置の一例を示す機能ブロック図である。 図２は、図１に示される演算部３の一例を示す機能ブロック図である。 図３は、インタフェース部５に表示される内容の一例を示す図である。 図４は、危険ポイントの入力画面の一例を示す図である。 図５は、図１に示される移動補助装置の第１の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。 図６は、図１に示される移動補助装置の第２の実施形態を説明するための図である。 図７は、図１に示される移動補助装置の第２の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。 図８は、第２の実施形態における作用を説明するための図である。 図９は、図１に示される移動補助装置の第３の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。

図１は、実施形態に係わる移動補助装置の一例を示す機能ブロック図である。図１に示される移動補助装置は、入力部１、撮影部２、演算部３、記憶部４、および、インタフェース部５を備える。第１の実施形態では、記憶部４の各種ＤＢ（Data Base：データベース）を本体（符号を１００とする）に記憶する装置を想定する。図１に示される機能ブロックは、ユーザに携行される例えば携帯電話機、タブレット端末、またはＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などに実装されることが可能である。

図１において、入力部１は、キーボードやボタン、ペン、タッチパネルなどのユーザインタフェースである。入力部１に、音声を認識し入力信号として検出する機能を持たせることも可能である。ケーブル５０１などを用いて入力部１と演算部３とを接続すれば、入力部１を本体１００から離して置くことも可能である。入力部１は、例えば出発地や目的地などの、ユーザから入力される情報を受け付ける。

撮影部２は、移動するユーザの周囲の風景などの画像（以下、ビューと総称する）を撮影し、画像データを取得する。撮影部２の一例としては画像センサ、アナログカメラ、あるいはデジタルカメラなどがある。撮影部２を複数備えればステレオビューを撮影することも可能である。好ましくは全方位カメラでユーザの周囲３６０度のビューを撮影すると良い。この撮影範囲はユーザが予め設定することも可能である。さらには、魚眼レンズを用いることも可能である。
撮影部２は本体１００に取り付けられても良いし、または、帽子、眼鏡、杖の先端、車椅子の前部、ユーザの身体などに装着しケーブル５０２を介して本体１００に接続されてもよい。

演算部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、例えばユーザへの道案内に関する情報などを算出する。演算部３はデータバス５０３を介して記憶部４に接続される。さらに演算部３は、撮影部２により取得された画像データを画像処理し、その結果に基づいてビューに含まれる危険ポイントを特定する。

危険ポイントとは、歩行者の転倒、あるいは転落事故を生じやすい場所を示す情報である。具体的には、段差、隙間、凹凸など転倒しやすい道路情報、「滑り注意」などのテキスト情報、および、斜面、坂道などの位置情報である。

記憶部４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの半導体メモリ、またはハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）などである。ＨＤＤなどの磁気ディスクのほか光磁気ディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ブルーレイ（登録商標）ディスクなどを利用することも可能である。

記憶部４は、地図情報ＤＢ４０１、画像情報ＤＢ４０２、および、文字情報ＤＢ４０３を記憶する。ＣＰＵ（Central Processing Unit）を演算部３として機能させるための各種プログラム（図示せず）も、記憶部４に記憶される。

地図情報ＤＢ４０１は、例えば一般的なナビゲーションシステムなどで利用される２次元や３次元の地図情報である。この地図情報に、道路網データやランドマークデータなども含めることが可能である。

画像情報ＤＢ４０２は、例えば建物（郵便局やコンビニエンスストアなど）の外観やマークなどの基準画像情報である。文字情報ＤＢ４０３は、例えばひらがな、カタカナ、漢字、アルファベットなどの基準文字情報である。なお地図情報ＤＢ４０１、画像情報ＤＢ４０２、および文字情報ＤＢ４０３に格納されるこれらの情報は一例であり、これらに限定されるものではない。

インタフェース部５は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイなどを含むユーザインタフェースである。インタフェース部５は、演算部３により探索された経路、危険ポイント、特定されたユーザの現在地、目的地への到着予想時刻などを表示する。目の不自由なユーザ向けに音、振動、あるいは熱を発生する機能をインタフェース部５に持たせても良い。ケーブル５０４を介してインタフェース部５を本体１００から離すことも可能である。
特にインタフェース部５は、演算部３による制御のもとで、危険ポイントへの接近をユーザに報知する。

図２は、図１に示される演算部３の一例を示す機能ブロック図である。演算部３は実施形態に係る処理機能として探索部６、設定部７、制御部８、抽出部９、および認識部１０を備える。これらのブロックの機能は、記憶部４に記憶されるプログラムに基づくＣＰＵの演算処理により実現される。

探索部６は、出発地から目的地に至る経路を地図情報ＤＢ４０１に基づいて探索し、例えば図３に示されるようにインタフェース部５に表示する。図３には、出発地（○Ｓ）から目的地（○Ｇ）に至る経路が矢印で示される。
設定部７は、入力部１を介して、ユーザによる危険ポイントの設定を受け付ける。危険ポイントの設定を受け付けるモードでは、図４に示されるように、インタフェース部５に複数の危険ポイントがメニュー形式で表示される。ユーザは自らの状態に応じて、例えば苦手とする危険ポイントを選択指定する。図４では［段差］と［滑り］がラジオボタンで選択された状態が示される。このほか、例えば目の不自由な人の危険ポイントをランキング形式で表示するなど、種々の態様が考えられる。

設定された危険ポイントは、例えば［段差］に対応する画像データ（撮影対象）として記憶される。あるいは、［段差］を示す「階段」、「道路わき」といったテキスト情報として記憶されても良い。

抽出部９は、撮影部２により取得された画像データから、当該画像データに含まれる特徴情報を抽出する。すなわち抽出部９は画像データから、例えばユーザの現在位置に近い場所にある危険ポイントを表す代表的な特徴情報を抽出する。また抽出部９は画像データから、危険ポイントを表す画像情報、および、看板、標識に書かれた危険ポイントを表す文字情報を抽出し、認識部１０に出力する。

認識部１０は、抽出された特徴情報に基づいて画像情報ＤＢ４０２を参照して、この特徴情報に対応する撮影対象を認識する。また認識部１０は、抽出された特徴情報に基づいて文字情報ＤＢ４０３を参照して、この特徴情報に対応する、例えばサイズやフォントによらないテキスト情報を認識する。

制御部８は、認識された撮影対象と、設定された危険ポイントとの対応を検証して、ビューに含まれる危険ポイントを特定する。また制御部８は、認識されたテキスト情報と、設定された危険ポイントとの対応を検証して、ビューに含まれる危険ポイントを特定する。

すなわち制御部８は、設定部７で設定された危険ポイントのテキスト情報（または撮影対象）と、認識部１０で認識されたテキスト情報（または撮影対象）とのマッチング処理を行い、テキスト情報（または撮影対象）に一致する危険ポイントを特定する。危険ポイントが特定されると、制御部８はインタフェース部５を介して、危険ポイントへの接近をユーザに報知する。次に、上記構成における作用について複数の実施形態を説明する。

［第１の実施形態］
図５は、図１に示される移動補助装置の第１の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図５において、移動補助装置は先ず、ユーザにより入力される情報を取得する（ステップＳ１０１）。ユーザは、自らの状態に応じて、危険ポイントを入力部１から入力する。

例えば足を上げる力の弱い高齢者などは、段差を危険ポイントとして入力することが想定される。また目の不自由なユーザは、道路の隙間なども危険ポイントとして入力することが可能である。特に、目の不自由なユーザは、介助者にインタフェース操作を頼んでも良い。車椅子利用者にとっては、斜面を危険ポイントとして設定することも可能である。このほかステップＳ１０１においては、出発地、および目的地などが入力される。

次に移動補助装置は、ステップＳ１０１で入力された情報に基づいて危険ポイントを設定し、記憶する（ステップＳ１０２）。
次に移動補助装置は、撮影部２を制御して、ある一定の時間間隔でユーザの周囲のビューを撮影する（ステップＳ１０３）。撮影する時間間隔は例えば秒単位でユーザが任意に設定することが可能である。また、ユーザが任意のタイミングでトリガ信号を与え、このトリガ信号に応じて撮影動作を行うようにしてもよい。

次に移動補助装置は、撮影部２により撮影された画像データを取得し、この画像データから特徴情報としての危険ポイント情報を抽出する（ステップＳ１０４）。危険ポイント情報としては、段差、階段、土砂崩れなどの画像データが挙げられる。あるいは、看板、標識などに表示される「段差注意」、「滑り注意」、「危険」などの文字情報が挙げられる。なお、画像データに含まれる全ての特徴情報を抽出する必要はなく、代表的な特徴情報だけを抽出するようにしてもよい。

危険ポイント情報のうち、急な斜面（坂道、下り道）などの情報は地図情報ＤＢ４０１に登録されることが可能である。「段差あり、注意」、「路面凍結」、「滑り注意」、「危険」などのテキスト情報は、文字情報ＤＢ４０３に登録されることが可能である。これらのテキスト情報は、看板や標識などの画像を示す２次元情報として記憶部４に記憶されても良い。また、段差、階段、隙間、路面沈下、浸水、土砂崩れ、積雪などの画像データを、３次元情報として予め記憶部４に記憶するようにしても良い。

次に移動補助装置は、抽出部９により抽出された特徴情報に基づいて画像情報ＤＢ４０２、および文字情報ＤＢ４０３を参照し、撮影対象を認識するとともにテキスト情報に変換する（ステップＳ１０５）。このステップで画像データ内に危険ポイントの存在が認識されると、移動補助装置は、認識された危険ポイントを例えば優先順位の高い順でインタフェース部５に表示し、近くに危険ポイントのあることをユーザに報知する（ステップＳ１０６）。報知の形態としてはインタフェース部５に大きな文字で表示しても良いし、振動、熱、警告音声などの形態でも良い。

次に、移動補助装置は、撮影された画像データ（現在地に対応）と目的地に対応する画像データとを照合し、ユーザが目的地に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０３〜ステップＳ１０６の手順は、ステップＳ１０７でＹＥＳの判定がなされるまで、つまり目的地に到達するまで繰り返される。

以上説明したように第１の実施形態では、ユーザが携行する撮影部２によりユーザの現在地周囲のビューを撮影し、得られた画像データから危険ポイントと一致する情報を抽出する。そして危険ポイントが認識された場合には危険ポイントへの接近をユーザに報知するようにしている。これによりユーザが危険ポイントに向かわないようにサポートすることが可能になり、安全安心な歩行補助サービスを提供することができる。

また第１の実施形態では、画像データに基づいて危険ポイントへの接近を判定するようにしている。つまりＧＰＳ（Global Positioning System）などの測位システムに頼らずともサービスを提供することが可能になるので、特に災害時などにあっては有利である。もちろん、ＧＰＳなどと組み合わせることによっても第１の実施形態の機能を補完することが可能であるし、位置特定の精度をより高めるなどの効果を期待できるであろう。

さらに第１の実施形態では、文字認識技術により危険ポイントを抽出するようにしているので、地図データベースに無い、看板などの情報からも危険ポイントを抽出することが可能になる。これらのことから、移動時の危険を事前にユーザに報知することの可能な移動補助装置および移動補助方法を提供することが可能となる。

［第２の実施形態］
図６は、図１に示される移動補助装置の第２の実施形態を説明するための図である。第２の実施形態では、ユーザの移動をアシストするアシスト装置２００の制御に、移動補助装置の機能を利用する。図６において、ユーザはアシスト装置２００を身体に装着する。図６に示されるアシスト装置は、例えば足を上げる力の弱い高齢者などの筋力を、機械的動力機構により発生される力でサポートする装置である。

ユーザは、移動補助装置の本体１００を例えば二の腕に装着する。撮影部２は例えば眼鏡に取り付けられ、ケーブル５０２を介して本体１００に接続される。アシスト装置２００は、例えばインタフェース部５を介して本体１００に接続される。

第２の実施形態において、制御部８（図２）は、特定された危険ポイントへの接近に応じた制御指令を、ケーブル５０４およびインタフェース部５を介してアシスト装置２００に与える。次に、上記構成における作用を説明する。

図７は、図１に示される移動補助装置の第２の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図７において図３と共通する処理には同じ符号を付して示す。図７のステップＳ１０５において危険ポイント情報が認識されると、移動補助装置は、危険ポイントを避けるための制御指令をアシスト装置２００に与える（ステップＳ２０１）。

図８に示されるように、例えば、２ｍ前方に有る５ｃｍの段差が危険ポイントとして認識されると、この段差を避けるべく例えば「２ｍ前方において、足を５ｃｍ以上持ち上げる」といった指令がアシスト装置２００に入力される。

アシスト装置２００はこの指令に応じ、ユーザが２ｍ前方に移動すると駆動機構を制御して、その時点で上げるほうの足を５ｃｍ以上持ち上げるように動作する。これにより段差に弱いユーザであっても、その歩行を確実に補助することができ、「足を上げたつもりでも上がっていない」などの事故につながる事態を回避することが可能になる。
このほか、危険ポイントとして水溜り、あるいは「滑り注意」と記載した看板が検知されたケースでは、ユーザの歩行速度を落としたり、歩幅を調整するといった制御が可能である。

以上説明したように第２の実施形態では、画像データから抽出された危険ポイント情報に基づいて、別システムであるアシスト装置を制御するようにしている。これにより段差などを確実に避けることが可能になる。また、隙間などの危険ポイントが認識されたケースでも、ユーザの歩幅が一定幅以上になるようにアシスト装置２００を制御することも可能である。従って、ユーザサポートにさらに資することの可能な移動補助装置および移動補助方法を提供することが可能となる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態において、制御部８（図２）は、特定された危険ポイントの場所に応じて、検索部６により探索されたユーザの移動すべき経路を変更する。次に、上記構成における作用を説明する。

図９は、図１に示される移動補助装置の第３の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図９において図３と共通する処理には同じ符号を付して示す。図９のステップＳ１０５において危険ポイント情報が認識されると、移動補助装置は、検索部６により探索された経路を変更する（ステップＳ３０１）。すなわち移動補助装置は、危険ポイントを避けるための経路を再検索してインタフェース部５に表示する。

危険ポイント情報を認識した結果、危険レベル高い情報を認識された場合、これらの経路変更情報とユーザの現在地情報に基づき、経路変更を行う。

以上説明したように第３の実施形態では、危険ポイントが検出されると、そのことに応じて、ユーザの移動すべき経路を動的に変更することが可能になる。経路変更の条件は、ユーザが自らの状況に応じて自由に指定できるようにしても良い。例えば図４に示されるように滑る路面が苦手なユーザにあっては、そのような危険ポイントが検出された場合には最優先で他の経路を検索するようにする。つまり新たな経路に隙間や斜面が含まれていても、滑る場所を避けることさえできれば良い。ただし、段差を含む経路は許容されないようにすれば良い。このように第３の実施形態によっても、ユーザサポートにさらに資することの可能な移動補助装置および移動補助方法を提供することが可能となる。

なお本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば図１に示される記憶部４は、例えばクラウドコンピューティングシステムに備わるデータベースであって良い。このような形態では、移動補助装置は移動通信システムの基地局と通信し、ネットワーク上のサーバにアクセスして必要な情報を得る。ネットワークに配置されるデータベースを利用するこの種の形態を、移動補助システムと称することも可能である。

また第２の実施形態において、制御の対象とする装置は装着型のアシスト装置２００だけに限られるものではない。このほか、電動車椅子などの装置も制御の対象とすることが可能である。例えば危険ポイントとして坂道を検出したケースでは、車椅子のブレーキをかけるなどの制御が可能である。
さらに、画像情報の認識に際しては、道路の点字パターンを解読して危険ポイントを認識するといった応用も可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００…本体、１…入力部、２…撮影部、３…演算部、４…記憶部、５…インタフェース部、６…探索部、７…設定部、８…制御部、９…抽出部、１０…認識部、４０１…地図情報データベース、４０２…画像情報データベース、４０３…文字情報データベース、５０１…ケーブル、５０２…ケーブル、５０３…データバス、５０４…ケーブル、２００…アシスト装置

Claims (10)

1. 危険ポイントの設定を受け付ける設定部と、
   移動するユーザの周囲のビューを撮影して画像データを取得する撮影部と、
   前記画像データを画像処理して前記ビューに含まれる危険ポイントを特定する演算部と、
   前記特定された危険ポイントへの接近を前記ユーザに報知するインタフェース部とを具備する、移動補助装置。
2. さらに、画像情報を記憶する画像情報データベースを具備し、
   前記演算部は、
   前記画像データから特徴情報を抽出する抽出部と、
   前記特徴情報に基づいて前記画像情報データベースを参照して当該特徴情報に対応する撮影対象を認識する認識部と、
   前記撮影対象と前記設定された危険ポイントとの対応を検証して、前記ビューに含まれる危険ポイントを特定する特定部とを備える、請求項１に記載の移動補助装置。
3. さらに、文字情報を記憶する文字情報データベースを具備し、
   前記演算部は、
   前記画像データから特徴情報を抽出する抽出部と、
   前記特徴情報に基づいて前記文字情報データベースを参照して当該特徴情報に対応するテキスト情報を認識する認識部と、
   前記テキスト情報と前記設定された危険ポイントとの対応を検証して、前記ビューに含まれる危険ポイントを特定する特定部とを備える、請求項１に記載の移動補助装置。
4. さらに、前記ユーザの移動をアシストするアシスト装置に、前記特定された危険ポイントへの接近に応じた制御指令を与える制御部を具備する、請求項１に記載の移動補助装置。
5. さらに、地図情報を記憶する地図情報データベースを具備し、
   前記演算部は、
   前記地図情報データベースに基づいて前記ユーザの移動経路を探索する探索部と、
   前記特定された危険ポイントの場所に応じて、前記探索された移動経路を変更する変更部とを備える、請求項１に記載の移動補助装置。
6. 移動するユーザに携行される補助装置に適用可能な移動補助方法であって、
   前記補助装置が、
   危険ポイントの設定を受け付け、
   前記ユーザの周囲のビューを撮影して画像データを取得し、
   前記画像データを画像処理し、
   前記画像処理の結果に基づいて前記ビューに含まれる危険ポイントを特定し、
   前記特定された危険ポイントへの接近を前記ユーザに報知する、移動補助方法。
7. 前記特定することは、
   前記画像データから特徴情報を抽出し、
   画像情報を記憶する画像情報データベースを前記特徴情報に基づいて参照し、
   前記参照した結果に基づいて前記特徴情報に対応する撮影対象を認識し、
   前記撮影対象と前記設定された危険ポイントとの対応を検証し、
   前記検証の結果に基づいて、前記ビューに含まれる危険ポイントを特定する、請求項６に記載の移動補助方法。
8. 前記特定することは、
   前記画像データから特徴情報を抽出し、
   文字情報を記憶する文字情報データベースを前記特徴情報に基づいて参照し、
   前記参照した結果に基づいて前記特徴情報に対応するテキスト情報を認識し、
   前記テキスト情報と前記設定された危険ポイントとの対応を検証し、
   前記検証の結果に基づいて、前記ビューに含まれる危険ポイントを特定する、請求項６に記載の移動補助方法。
9. 前記補助装置は、
   さらに、前記ユーザの移動をアシストするアシスト装置に、前記特定された危険ポイントへの接近に応じた制御指令を与える、請求項６に記載の移動補助方法。
10. 前記補助装置は、
    さらに、地図情報を記憶する地図情報データベースに基づいて前記ユーザの移動経路を探索し、
    前記特定された危険ポイントの場所に応じて、前記探索された移動経路を変更する、請求項６に記載の移動補助方法。

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