JP2016007402A - 歩行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化を図り、かつ、左右の重量バランスの良好な歩行制御装置を提供する。【解決手段】ユーザの歩行を制御する歩行制御部２０と、衛星からの電波を受信して現在位置を特定するＧＮＳＳ受信機１０と、周辺車両から位置情報を取得し、周辺車両の位置情報と現在位置に基づいて歩行制御部２０にユーザの歩行を制御させる制御部１５と、を備え、歩行制御部２０については、靴の一方に配置され、ＧＮＳＳ受信機１０および制御部１５については、靴の他方に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、一対の履物に備えられる歩行制御装置に関するものである。

従来、ランドセルに左右監視レーダ、左右光学表示器および音響装置を取り付け、監視レーダによって障害物が高速で近づいているか否かを判断し、障害物が高速で近づいていると判断すると、障害物の方向に対応した光学表示器や音響装置を作動させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−４２８５号公報

上記特許文献１に記載されたランドセルは、単に、障害物が高速で近づいていると判断すると、障害物の方向に対応した光学表示器や音響装置を作動させるものであり、周辺車両との衝突を防止するという点においては十分でない。

そこで、ユーザと周辺車両の衝突可能性が有ることを判定したときに、ユーザの身体に装着される装着部材（例えば、靴）の特性（例えば、硬さ）を変化させるようにして、ユーザの歩行性能を変化させて周辺車両との衝突を回避することが考えられる。

しかし、ユーザの左右両側の履物に、現在位置を特定するためのセンサ、周辺車両と通信する通信部、ユーザの歩行を制御する歩行制御部等を備えた場合、両側の履物の重量が重くなってしまうといった問題がある。

また、軽量化を図るため、片方の履物に、現在位置を特定するためのセンサ、周辺車両と通信する通信部、ユーザの歩行を制御する歩行制御部等を備えた場合、片方の履物だけ重くなり、左右のバランスが悪くなってしまうといった問題が生じる。

本発明は上記問題に鑑みたもので、軽量化を図り、かつ、左右の重量バランスの良好な歩行制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、一対の履物に備えられる歩行制御装置であって、ユーザの歩行を制御する歩行制御部（２０）と、衛星からの電波を受信して現在位置を特定する現在位置特定部（１０）と、周辺車両から位置情報を取得し、周辺車両の位置情報と現在位置に基づいて歩行制御部にユーザの歩行を制御させる制御部（１５）と、を備え、歩行制御部については、履物の一方に配置され、現在位置特定部および制御部については、履物の他方に配置されていることを特徴としている。

このような構成によれば、ユーザの歩行を制御する歩行制御部（２０）と、衛星からの電波を受信して現在位置を特定する現在位置特定部（１０）と、周辺車両から位置情報を取得し、周辺車両の位置情報と現在位置に基づいて歩行制御部にユーザの歩行を制御させる制御部（１５）と、を備え、歩行制御部については、履物の一方に配置され、現在位置特定部および制御部については、履物の他方に配置されているので、履物の両方に歩行制御部を備えた場合と比較して、軽量化を図ることができ、かつ、左右の重量バランスの良好な歩行制御装置を提供することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る歩行制御装置の全体構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る歩行制御装置の歩行制御部について説明するための図である。 有機アクチュエータについて説明するための図である。 有機アクチュエータについて説明するための図である。 第１実施形態における右側の靴に配置された制御部のフローチャートである。 図５に示した処理中の歩幅学習処理のフローチャートである。 図５に示した処理中の現在位置推定処理のフローチャートである。 第１実施形態における右側の靴に配置された制御部のフローチャートである。 第１実施形態における左側の靴に配置された制御部のフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る歩行制御装置の全体構成を示す図である。 第２実施形態における右側の靴に配置された制御部の歩幅学習処理のフローチャートである。 第２実施形態における右側の靴に配置された制御部の現在位置推定処理のフローチャートである。 第３実施形態に係る歩行制御装置の全体構成を示す図である。 ＮＦＣタグについて説明するための図である。 第３実施形態における右側の靴に配置された制御部のフローチャートである。 第４実施形態に係る歩行制御装置の歩行制御部について説明するための図である。 第４実施形態における右側の靴に配置された制御部のフローチャートである。 第５実施形態における右側の靴に配置された制御部のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る歩行制御装置の全体構成を図１に示す。本歩行制御装置は、一対の靴に備えられる。本歩行制御装置は、右側の靴に、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１０、方位計測部１１、接地センサ１２、通信部１３、記憶部１４、制御部１５およびバッテリ１７を備え、左側の靴に、通信部２１、制御部２２、歩行制御部２０およびバッテリ２３を備えている。

ＧＮＳＳ受信機１０は、測位衛星からの電波を受信して現在位置を特定し、現在位置を示す情報を制御部１５へ出力する。ＧＮＳＳ受信機１０は、捕捉衛星数やＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）等についても制御部１５へ通知する。なお、ＤＯＰは、衛星の幾何学的配置により位置の精度の低下率を示すものである。ＤＯＰ値が低いほど精度は高く、ＤＯＰ値が高いほど精度は低いことを意味する。また、捕捉衛星数が多い場合の方が捕捉衛星数が少ない場合よりも位置の精度も高くなる。

方位計測部１１は、地磁気を検出して方位を示す信号を出力する地磁気センサにより構成されている。

接地センサ１２は、靴の底部の接地を検出するものである。本実施形態における接地センサ１２は、右側の靴の底部に設けられた圧電センサにより構成されている。歩行に伴って底部が地面に接地すると、圧電センサより出力される電圧が大きくなり、底部が地面から離れると、圧電センサより出力される電圧は小さくなる。

通信部１３は、左側の靴に設けられた通信部２１との間で近距離無線通信を行うとともに、周辺車両に搭載された車載機（図示せず）との間で近距離無線通信を行う。本実施形態における通信部１３は、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）通信規格に基づく狭域通信を行うように構成されている。

記憶部１４は、各種データを記憶保持するものである。本実施形態における記憶部１４は、フラッシュメモリにより構成されている。

制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。また、バッテリ１７は、右側の靴に設けられた各電子部品に電力を供給するものである。

通信部２１は、右側の靴に設けられた通信部１３との間で近距離無線通信を行うものである。本実施形態における通信部２１は、ＤＳＲＣ通信規格に基づく狭域通信を行うように構成されている。

制御部２２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。

歩行制御部２０は、靴の硬さを変化させてユーザの歩行を制御する硬度制御部と、靴底の接地面積を減少させてユーザの歩行を制御する接地面積制御部と、を有している。本実施形態における歩行制御部２０は、靴の硬さを変化させてユーザの歩行を制御する歩行制御Ａと、靴底の接地面積を減少させてユーザの歩行を制御する歩行制御Ｂを実施するようになっている。なお、歩行制御Ａと歩行制御Ｂについては後で説明する。

硬度制御部は、図２に示すように、第１空気保持バッグ２１０、配管２１１、第２空気保持バッグ２１２、配管２１３および小型ポンプ２１４により構成されている。第１空気保持バッグ２１０は、靴の内部のユーザの足の甲と接触する部位に設けられ、第２空気保持バッグ２１２は、靴の内部のユーザの足の裏と接触する部位に設けられる。また、小型ポンプ２１４は、靴の踵部Ｋに設けられている。

小型ポンプ２１４と第１空気保持バッグ２１０の間には配管２１１が設けられ、小型ポンプ２１４と第２空気保持バッグ２１２の間には配管２１３が設けられている。

また、小型ポンプ２１４と配管２１１の間と、小型ポンプ２１４と配管２１３の間には、それぞれ制御部１５からの指示に応じて動作する弁（いずれも図示せず）が設けられている。

第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２は、それぞれ２枚の気密性を有するシートを重ね合わせて袋状にしたものとなっており、それぞれ袋状となった部分に空気が封入されている。なお、第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２を構成している２枚のシートは、それぞれ表面の摩擦係数が大きく表面がざらざらした素材のものが用いられている。

通常は、第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２に空気が封入されており、第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２は、クッション性の高い柔らかな状態となる。

しかし、小型ポンプ２１４を駆動して、第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２内の空気を抜くと、第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２は、クッション性が低下して硬い状態となる。

また、小型ポンプ２１４の作動が停止した状態で、小型ポンプ２１４と配管２１１の間に設けられた弁と小型ポンプ２１４と配管２１３の間に設けられた弁を開状態にすると、復元力により第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２はクッション性の高い柔らかな状態に戻る。

また、接地面積制御部は、電圧の印加に応じて有機膜を膨張または収縮させることが可能な有機アクチュエータ２３０を用いて構成されている。この有機アクチュエータ２３０は、左の靴の底面に設けられている。有機アクチュエータ２３０は、図３に示すように、カバー２３３、有機膜２３１および電極２３２を有している。カバー２３３は、複数の穴部が形成された金属製の板により構成されている。カバー２３３に設けられた複数の穴部には、それぞれ電極２３２と有機膜２３１が設けられている。なお、図３に示されている電極２３２は負極電極となっている。

通常時、負極電極２３２と正極電極（図示せず）の間の電圧は０Ｖとなっている。この場合、有機膜２３１は収縮した状態となり、カバー２３３の表面より突出することはない。

しかし、負極電極２３２と正極電極（図示せず）の間に印加する電圧が高くなるにつれて、図４に示すように、有機膜２３１が膨張してカバー２３３の表面より徐々に突出するようになる。このように、有機膜２３１がカバー２３３の表面より突出し、靴底の接地面積が減少すると、歩行が不安定となり、歩行速度が低下するようになる。

バッテリ２３は、右側の靴に設けられた各電子部品に電力を供給するものである。

上記した構成において、右側の靴に配置されたＧＮＳＳ受信機１０、方位計測部１１、接地センサ１２、通信部１３、記憶部１４、制御部１５およびバッテリ１７の総重量は、右側の靴に配置された通信部２１、制御部２２、歩行制御部２０およびバッテリ２３の総重量とほぼ同じになっている。

すなわち、歩行制御部２０は他の部品と比較して重いため、左右の靴の重量が揃うように、右側の靴に、ＧＮＳＳ受信機１０、方位計測部１１、接地センサ１２、通信部１３、記憶部１４、制御部１５およびバッテリ１７を配置し、左側の靴に、通信部２１、歩行制御部２０およびバッテリ２３を配置した構成となっている。

また、本実施形態において、右側の靴に配置された制御部１５は、ユーザの歩幅を計測して歩幅情報を記憶部１４に記憶させるとともに、ＧＮＳＳ受信機１０が現在位置を特定するために必要な数の衛星を捕捉できないような場合、記憶部１４に記憶させた歩幅情報を用いて現在位置を推定する処理を行う。

このフローチャートを図５に示す。本実施形態おける左右の靴の内部には、ユーザが靴を装着したときに生じる圧力を検出する圧力センサ（図示せず）が設けられている。制御部１５は、右側の靴に設けられた圧力センサによりユーザが靴を装着したときに生じる圧力が検出されると、この圧力が検出されなくなるまで、図５に示す処理を実施する。

まず、靴の底部が接地したか否かを判定する（Ｓ１００）。具体的には、接地センサ１２により、靴の底部が地面に接触していない状態から地面に接触した状態になったことが検出されたか否かを判定する。

ここで、靴の底部が地面に接触したままの状態、あるいは、靴の底部が地面に接触していない場合には、Ｓ１００の判定はＮＯとなり、Ｓ１００の判定を繰り返し実施する。

また、ユーザの歩行に伴って、靴の底部が地面に接触していない状態から靴の底部が地面に接触した状態になると、Ｓ１００の判定はＹＥＳとなり、次に、接地数をカウントアップする（Ｓ１０２）。制御部１５は、接地数を計数する接地数カウンタを有しており、靴の底部が接地する度に、接地数カウンタの値をカウントアップするようになっている。

次に、衛星を捕捉したか否かを判定する（Ｓ１０４）。具体的には、ＧＮＳＳ受信機１０が、現在位置を特定するのに必要な数の衛星を捕捉したか否かを判定する。

ここで、現在位置を特定することが可能な数の衛星が捕捉されている場合、位置情報を更新する（Ｓ１０６）。具体的には、ＧＮＳＳ受信機１０により特定された現在位置を最新の現在位置として更新し、歩幅学習処理（Ｓ２００）を実施する。

図６に、この歩幅学習処理のフローチャートを示す。この歩幅学習処理では、まず、前回の位置情報と今回の位置情報から進行方向へ進んだ距離を算出する（Ｓ２０２）。本実施形態では、図５に示す処理において、靴の底部が接地する度に、繰り返し現在位置を更新するようになっている。

ここでは、前回、靴の底部が接地したときに特定された現在位置と、今回、靴の底部が接地したときに特定された現在位置との距離を算出する。なお、このようにして算出された距離は歩幅に相当する。

次に、前回、靴の底部が接地してから、今回、靴の底部が接地するまでの期間が妥当か否かを判定する（Ｓ２０４）。すなわち、前回、靴の底部が接地してから今回、靴の底部が接地するまでの期間が所定期間よりも長い場合、通常の歩行ではないと考えられるため妥当でないと判定する。また、前回、靴の底部が接地してから、今回、靴の底部が接地するまでの期間が所定期間以下の場合には妥当であると判定する。

ここで、前回、靴の底部が接地してから、今回、靴の底部が接地するまでの期間が所定期間以下の場合、Ｓ２０４の判定はＹＥＳとなり、次に、算出距離を歩行データベース（ＤＢ）と照合して、算出距離が妥当であるか否かを判定する（Ｓ２０８）。記憶部１４には、過去に算出した歩幅の統計データが歩行データベースとして記憶されるようになっている。ここでは、Ｓ２０２にて算出された距離、すなわち、ユーザの歩幅を歩行データベースと照合して歩幅が妥当であるか否かを判定する。本実施形態では、過去の歩幅の平均を算出し、この歩幅の平均値を基準とする一定範囲（例えば、平均値±１センチメートル）にＳ２０２にて算出された距離が含まれる場合には、算出された歩幅は妥当であると判定する。また、歩幅の平均値を基準とする一定範囲（例えば、平均値±１センチメートル）にＳ２０２にて算出された距離が含まれない場合には、算出された歩幅は妥当でないと判定する。

ここで、歩幅の平均値を基準とする一定範囲にＳ２０２にて算出された距離が含まれる場合、Ｓ２０８の判定はＹＥＳとなり、Ｓ２０２にて算出された距離、すなわち、Ｓ２０２にて算出された歩幅で歩幅情報を更新する（Ｓ２１０）。具体的には、Ｓ２０２にて算出された距離を最新の歩幅を示す歩幅情報として記憶部１４に記憶させ、図５のＳ１００へ戻る。

また、前回、靴の底部が接地してから今回、靴の底部が接地するまでの期間が所定期間よりも長い場合、Ｓ２０４の判定はＮＯとなり、歩幅情報を更新することなく、図５のＳ１００へ戻る。

また、歩幅の平均値を基準とする一定範囲にＳ２０２にて算出された距離が含まれない場合、Ｓ２０８の判定はＮＯとなり、歩幅情報を更新することなく、図５のＳ１００へ戻る。

図５の説明に戻り、ユーザの歩行に伴って靴の底部が接地すると、Ｓ１００にてＹＥＳと判定され、Ｓ１０２にて、接地数カウンタをカウントアップした後、現在位置を特定することが可能な数の衛星を捕捉できなくなると、Ｓ１０４の判定はＮＯとなり、次に、現在位置推定処理を実施する（Ｓ３００）。

図７に、この現在位置推定処理のフローチャートを示す。この現在位置推定処理では、まず、進行方向を特定する（Ｓ３０２）。具体的には、方位計測部１１の地磁気センサより出力される方位を示す信号に基づいて進行している方位を特定する。

次に、歩幅情報を読み出す（Ｓ３０４）。すなわち、Ｓ２００の歩幅学習処理にて記憶部１４に記憶された歩幅情報を読み出す。

次に、現在位置を推定する（Ｓ３０６）。具体的には、ＧＮＳＳ受信機１０により最後に特定された現在位置を基準として現在位置を推定する。ＧＮＳＳ受信機１０により最後に特定された現在位置を基準とし、この現在位置から、記憶部１４から読み出した歩幅情報に基づいた歩幅分だけ、Ｓ３０２にて特定された進行方向に移動した地点を現在位置として推定し、図５のＳ１００へ戻る。

なお、次回以降、Ｓ１０４の判定がＮＯとなった場合には、前回、推定した現在位置を基準とし、この現在位置から、記憶部１４から読み出した歩幅情報に基づいた歩幅分だけ、Ｓ３０２にて特定された進行方向に移動した地点を現在位置として推定する。

このように、現在位置を特定することが可能な数の衛星を捕捉できなくなっても、記憶部１４に記憶された歩幅情報と、方位計測部１１の地磁気センサより出力される方位を示す信号に基づいて現在位置を推定することができる。

本実施形態において、右側の靴に配置された制御部１５は、通信部１３を介して周辺車両に搭載された車載機との通信が確立すると、周辺車両との通信を介して周辺車両との衝突の可能性の有無を判定し、周辺車両と衝突する可能性が有ると判定すると、反対側（左側）の靴に設けられた歩行制御部２０にユーザの歩行を制御させる処理を実施する。

図８に、この処理のフローチャートを示す。制御部１５は、ユーザが靴を装着したときに生じる圧力を検出する圧力センサ（図示せず）によりユーザが靴を装着したときに生じる圧力が検出されると、図５に示した処理と並行に図８に示す処理を実施する。

まず、周辺車両から車両情報を受信したか否かを判定する（Ｓ４００）。具体的には、通信部１３を介して通信することが可能な車載機を搭載した周辺車両から車両情報を受信したか否かを判定する。ここで、車両情報には、周辺車両に搭載されたＧＮＳＳ受信により特定された位置情報、捕捉衛星数、ＤＯＰ等の情報が含まれるようになっている。

ここで、周辺車両から車両情報が受信されない場合、Ｓ４００の判定はＮＯとなり、Ｓ４００の判定を繰り返し実施する。また、通信部１３を介して周辺車両から車両情報を受信すると、Ｓ４００の判定はＹＥＳとなり、次に、歩行制御の必要性があるか否かを判定する（Ｓ４０２）。本実施形態では、図５〜７のＳ１０６にて特定された現在位置またはＳ３０６にて推定された現在位置と、周辺車両から受信した車両情報に含まれる位置情報に基づいて靴を履いたユーザと周辺車両との距離を算出し、この距離が予め定められた判定閾値未満の場合、歩行制御の必要性があると判定する。また、靴を履いたユーザと周辺車両との距離が判定閾値より長い場合は、歩行制御の必要性がないと判定する。

ここで、靴を履いたユーザと周辺車両との距離が判定閾値より長い場合、Ｓ４０２の判定はＮＯとなり、左側の靴に歩行制御を指示することなく、Ｓ４００へ戻る。

また、靴を履いたユーザに周辺車両が近づいて、靴を履いたユーザと周辺車両との距離が判定閾値未満になると、Ｓ４０２の判定はＹＥＳとなり、左側の靴に歩行制御を指示する（Ｓ４０４）。具体的には、右側の靴の底部が接地しているか否かを示す接地情報とともに、左側の靴に歩行制御を実施するコマンドを定期的（例えば、１００ミリ秒毎）に送信する処理を開始し、Ｓ４００へ戻る。なお、接地情報は、右側の靴の底部の接地状況に応じて変化する。

また、靴を履いたユーザから周辺車両が遠ざかり、靴を履いたユーザと周辺車両との距離が判定閾値より長くなると、Ｓ４０２の判定はＮＯとなり、左側の靴への歩行制御の指示は行われなくなる。

本実施形態において、左側の靴に配置された制御部２２は、右側の靴に配置された制御部１５からの歩行制御の指示があると、歩行制御部２０を駆動させてユーザの歩行を制御する処理を行う。

図９に、この処理のフローチャートを示す。制御部１５は、左側の靴に設けられた圧力センサによりユーザが靴を装着したときに生じる圧力が検出されると、この圧力が検出されなくなるまで、図９に示す処理を定期的に実施する。

まず、右側の靴から歩行制御指示が有るか否かを判定する（Ｓ５００）。具体的には、通信部２１を介して右側の靴から、接地情報および歩行制御を実施するコマンドを受信したか否かを判定する。

ここで、右側の靴から接地情報および歩行制御を実施するコマンドが受信されない場合、Ｓ５００の判定はＮＯとなり、Ｓ５００の判定を繰り返し実施する。また、右側の靴から接地情報および歩行制御を実施するコマンドを受信すると、Ｓ５００の判定はＹＥＳとなり、次に、右側の靴からの接地情報に基づいて右側の靴が接地されているか否かを判定する（Ｓ５０２）。

ここで、右側の靴が接地していることを示す接地情報が受信されている場合、Ｓ５０２の判定はＹＥＳとなり、歩行制御Ｂを実施し（Ｓ５０６）、本処理を終了する。通常時、負極電極２３２と正極電極（図示せず）の間の電圧は０Ｖとなっている。この場合、図３に示したように、有機膜２３１は収縮した状態となり、カバー２３３の表面より突出することはない。

歩行制御Ｂでは、負極電極２３２と正極電極（図示せず）の間に所定の電圧を印加する。これにより、図４に示したように、有機膜２３１が膨張してカバー２３３の表面より突出するようになる。

左側の靴の底部が接地しているときに、靴の底部に設けられたカバー２３３の表面より有機膜２３１を突出させる場合、有機アクチュエータに比較的大きな負荷がかかるため、右側の靴の底部が接地しており、左側の靴の底部が接地していない可能性の高い場合に、カバー２３３の表面より有機膜２３１を突出させる。

このように、左側の靴の底部に設けられたカバー２３３の表面より有機膜２３１を突出させることで、左側の靴の底部が接地したときに、靴の底部と地面との接触面積が減少し、歩行が不安定となり、ユーザの歩行速度が低下するようになる。

次に、ユーザの歩行に伴って、右側の靴の底部が接地しなくなり、右側の靴から、右側の靴が接地していないことを示す接地情報が受信されると、Ｓ５０２の判定はＮＯとなり、次に、歩行制御Ａを実施する。通常時、第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２に空気が封入されており、第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２は、クッション性の高い柔らかな状態となっている。

歩行制御Ａでは、小型ポンプ２１４に一定期間動作するように指示するとともに、小型ポンプ２１４と配管２１１の間に設けられた弁と、小型ポンプ２１４と配管２１３の間に設けられた弁（いずれも図示せず）に対し、それぞれ一定期間、開弁状態とするように指示する。なお、この指示に応じて小型ポンプ２１４が動作を開始し、小型ポンプ２１４と配管２１１の間に設けられた弁と、小型ポンプ２１４と配管２１３の間に設けられた弁（いずれも図示せず）がそれぞれ開弁状態となると、第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２の内部の空気は、それぞれ配管２１１、２１３およびポンプ２１４を通って靴の外部へ排出される。これにより、第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２は、それぞれクッション性が低下して硬い状態となる。なお、小型ポンプ２１４が動作を開始してから一定期間が経過すると、小型ポンプ２１４は動作を停止し、第１空気保持バッグ２１０と配管２１１の間に設けられた弁と、第２空気保持バッグ２１２と配管２１３の間に設けられた弁はそれぞれ閉弁状態となる。

このように、ユーザの歩行性能を変化させるように靴の内部に設けられた第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２の硬度を高くして、ユーザの歩行を難しくする。これにより、ユーザの歩行速度が低下し、周辺車両との衝突を防止することができる。

また、靴を履いたユーザから周辺車両が遠ざかり、右側の靴から接地情報および歩行制御を実施するコマンドが受信されなくなると、Ｓ５００の判定はＮＯとなり、歩行制御Ａおよび歩行制御Ｂを中止する。

具体的には、第１空気保持バッグ２１０と配管２１１の間に設けられた弁と、第２空気保持バッグ２１２と配管２１３の間に設けられた弁（いずれも図示せず）に対し、それぞれ一定期間、開弁状態となるように指示することで歩行制御Ａを中止する。

なお、小型ポンプ２１４の作動が停止した状態で、第１空気保持バッグ３１０と配管２１１の間に設けられた弁と、第２空気保持バッグ２１２と配管２１３の間に設けられた弁を開状態にすると、第１空気保持バッグ２１０には、配管２１１を介して第１空気保持バッグ２１０へ空気が入り込み、第２空気保持バッグ２１２には、配管２１３を介して空気が入り込む。そして、一定期間が経過して、第１空気保持バッグ２１０と配管２１１の間に設けられた弁と、第２空気保持バッグ２１２と配管２１３の間に設けられた弁（いずれも図示せず）が、それぞれ閉弁状態になると、第１、第２空気保持バッグ２１０、２１２は、クッション性の高い柔らかい状態に戻る。

また、有機アクチュエータ２３０の負極電極２３２と正極電極（図示せず）の間の電圧を０Ｖとすることで歩行制御Ｂを中止する。この場合、図３に示したように、有機膜２３１は収縮し、カバー２３３の表面より突出しない状態に戻る。

上記した構成によれば、本歩行制御装置は、ユーザの歩行を制御する歩行制御部２０と、衛星からの電波を受信して現在位置を特定するＧＮＳＳ受信機１０と、周辺車両から位置情報を取得し、周辺車両の位置情報と現在位置に基づいて歩行制御部２０にユーザの歩行を制御させる制御部１５と、を備え、歩行制御部２０については、靴の一方に配置され、ＧＮＳＳ受信機１０および制御部１５については、靴の他方に配置されているので、靴の両方に歩行制御部２０を備えた場合と比較して、軽量化を図ることができ、かつ、左右の重量バランスの良好な歩行制御装置を提供することができる。

また、靴の底部の接地を検出する接地センサ１２を備え、衛星からの電波が受信可能なときにＧＮＳＳ受信機１０により特定された現在位置と接地センサ１２により検出された接地の回数に基づいて歩幅を特定し、この特定した歩幅を歩幅情報として記憶部１４に記憶させ、衛星からの電波が受信できなくなると、記憶部１４に記憶された歩幅情報を用いて現在位置を推定するので、衛星からの電波が受信できない状況になっても現在位置を推定することができる。

また、接地センサ１２により前回接地が検出されてから今回接地が検出されるまでの期間を計測し、該期間に基づいて歩幅特定手段により特定された歩幅が妥当であるか否かを判定し、特定された歩幅が妥当でないと判定された場合、歩幅特定手段により特定された歩幅情報の記憶手段への記憶を禁止するので、歩幅情報の精度の低下を防止することが可能である。

また、特定された歩幅が予め定められた範囲内にあるか否かに基づいて特定された歩幅が妥当であるか否かを判定し、特定された歩幅が妥当でないと判定された場合、特定された歩幅情報の記憶手段への記憶を禁止するので、歩幅情報の精度の低下を防止することが可能である。

本実施形態では、Ｓ２０８にて、過去に算出した歩幅の統計データを用いてＳ２０２にて算出された歩幅の妥当性を判定するようにしたが、例えば、一般的な人の歩幅を基準とした所定範囲に、Ｓ２０２にて算出された歩幅が含まれるか否かに基づいてＳ２０２にて算出された歩幅の妥当性を判定するようにしてもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る歩行制御装置の全体構成を図１０に示す。本歩行制御装置は、図１に示した構成と比較して、更に、右側の靴にジャイロセンサ１８と加速度センサ１９を備えた点が異なる。

ジャイロセンサ１８は、３軸方向の角速度を検出し、検出した角速度を示す信号を制御部１５へ出力する。

加速度センサ１９は、右側の靴にかかる加速度を検出し、この加速度を示す加速度信号を制御部１５へ出力する。

本実施形態における右側の靴の制御部１５の歩行学習処理のフローチャートを図１１に示す。制御部１５は、図６に示した、図５中の歩幅学習処理（Ｓ２００）に代えて、図１１に示す歩幅学習処理（Ｓ６００）を実施する。

また、本実施形態における右側の靴の制御部１５の現在位置推定処理フローチャートを図１２に示す。制御部１５は、図７に示した、図５中の現在位置推定処理（Ｓ３００）に代えて、図１２に示す現在位置推定処理（Ｓ７００）を実施する。

まず、図５および図１１を参照して歩幅学習処理（Ｓ６００）について説明する。図５に示した処理において、右側の靴の底部が接地したと判定され、ＧＮＳＳ受信機１０により特定された現在位置を最新の現在位置として更新すると（Ｓ１０６）、まず、前回の位置情報と今回の位置情報から進行方向へ進んだ距離を算出する（Ｓ６０２）。

次に、歩行中であるか走行中であるかを判定する（Ｓ６０４）。本実施形態では、ジャイロセンサ１８から角速度を示す信号を取得するとともに、加速度センサ１９から加速度信号を取得し、取得した各信号に基づいて歩行中であるか走行中であるかを判定する。具体的には、ジャイロセンサ１８により一定期間内に検出された角速度の平均値が予め定められた閾値以上となっており、かつ、加速度センサ１９により一定期間内に検出された加速度の平均値が予め定められた閾値以上となったか否かに基づいて歩行中であるか、走行中であるかを判定する。

ここで、ジャイロセンサ１８により一定期間内に検出された角速度の平均値が予め定められた閾値以上となっており、かつ、加速度センサ１９により一定期間内に検出された加速度の平均値が予め定められた閾値以上となっている場合、走行中であると判定し、次に、Ｓ６０２にて算出された距離（歩幅）を走行中の歩幅として更新する（Ｓ６０６）。具体的には、Ｓ６０２にて算出された距離（歩幅）を走行中の歩幅情報として記憶部１４に記憶させ、図５のＳ１００へ戻る。

また、ジャイロセンサ１８により一定期間内に検出された角速度の平均値が予め定められた閾値未満の場合、あるいは、加速度センサ１９により一定期間内に検出された加速度の平均値が予め定められた閾値未満となった場合、歩行中であると判定し、次に、Ｓ６０２にて算出された距離（歩幅）を歩行中の歩幅として更新する（Ｓ６０８）。具体的には、Ｓ６０２にて算出された距離（歩幅）を歩行中の歩幅情報として記憶部１４に記憶させ、図５のＳ１００へ戻る。

このように、本実施形態における制御部１５は、走行中の歩幅情報と歩行中の歩幅情報を区別して記憶部１４に記憶させる。

次に、図５、１２を参照して現在位置推定処理（Ｓ７００）について説明する。図５に示した処理において、現在位置を特定することが可能な数の衛星を捕捉できなくなると、Ｓ１０４の判定はＮＯとなり、現在位置推定処理（Ｓ６００）を実施する。

この現在位置推定処理では、まず、進行方向を特定する（Ｓ７０２）。具体的には、方位計測部１１の地磁気センサより出力される方位を示す信号に基づいて進行している方位を特定する。

次に、歩行中であるか走行中であるかを判定する（Ｓ７０４）。本実施形態では、ジャイロセンサ１８から角速度を示す信号を取得するとともに、加速度センサ１９から加速度信号を取得し、取得した各信号に基づいて歩行中であるか走行中であるかを判定する。具体的には、ジャイロセンサ１８により一定期間内に検出された角速度の平均値が予め定められた閾値以上となっており、かつ、加速度センサ１９により一定期間内に検出された加速度の平均値が予め定められた閾値以上となったか否かに基づいて歩行中であるか、走行中であるかを判定する。

ここで、ジャイロセンサ１８により一定期間内に検出された角速度の平均値が予め定められた閾値以上となっており、かつ、加速度センサ１９により一定期間内に検出された加速度の平均値が予め定められた閾値以上となっている場合、走行中であると判定し、次に、走行中の歩幅情報を読み出す（Ｓ７０６）。具体的には、Ｓ６０６にて記憶部１４に記憶させた走行中の歩幅情報を読み出す。

次に、走行中の歩幅情報を用いて現在位置を推定する（Ｓ７０８）。具体的には、ＧＮＳＳ受信機１０により最後に特定された現在位置を基準として、走行中の歩幅情報を用いて現在位置を推定する。ＧＮＳＳ受信機１０により最後に特定された現在位置を基準とし、この現在位置から、記憶部１４から読み出した走行中の歩幅情報に基づいた歩幅分だけ、Ｓ３０２にて特定された進行方向に移動した地点を現在位置として推定し、図５のＳ１００へ戻る。

なお、次回以降、Ｓ１０４の判定がＮＯとなった場合には、Ｓ７０８にて、前回、推定した現在位置を基準として現在位置を推定する。

また、ジャイロセンサ１８により一定期間内に検出された角速度の平均値が予め定められた閾値未満の場合、あるいは、加速度センサ１９により一定期間内に検出された加速度の平均値が予め定められた閾値未満となった場合、歩行中であると判定し、次に、歩行中の歩幅情報を読み出す（Ｓ７１０）。具体的には、Ｓ６０８にて記憶部１４に記憶させた歩行中の歩幅情報を読み出す。

次に、歩行中の歩幅情報を用いて現在位置を推定する（Ｓ７１２）。具体的には、ＧＮＳＳ受信機１０により最後に特定された現在位置を基準として、走行中の歩幅情報を用いて現在位置を推定する。ＧＮＳＳ受信機１０により最後に特定された現在位置を基準とし、この現在位置から、記憶部１４から読み出した歩行中の歩幅情報に基づいた歩幅分だけ、Ｓ７０２にて特定された進行方向に移動した地点を現在位置として推定し、図５のＳ１００へ戻る。

なお、次回以降、Ｓ１０４の判定がＮＯとなった場合には、Ｓ７１２にて、前回、推定した現在位置を基準として現在位置を推定する。

上記したように、歩いているか走っているかを識別するための情報を取得し、該情報に基づいて歩いているか走っているかを判定し、歩いていると判定された場合と走っていると判定された場合を区別して特定された歩幅を記憶部１４に記憶させることができる。

また、歩いているか走っているかを識別するための情報を取得し、該情報に基づいて歩いているか走っているかを判定し、歩いていると判定された場合には、歩いている場合の歩幅情報を用いて現在位置を推定し、走っていると判定された場合には、走っている場合の歩幅情報を用いて現在位置を推定するので、歩いているか走っているかを区別しないで現在位置を推定する場合と比較して、精度良く現在位置を推定することができる。

なお、図６に示した処理では、Ｓ２０４において、前回の接地から今回の設置までの期間が妥当か否かを判定するとともに、Ｓ２０８において、歩幅が妥当であるか否かを判定するようにしたが、本実施形態においても、Ｓ２０４およびＳ２０８と同様の判定を行うようにしてもよい。

また、本実施形態では、ジャイロセンサ１８により一定期間内に検出された角速度の平均値が予め定められた閾値以上となっており、かつ、加速度センサ１９により一定期間内に検出された加速度の平均値が予め定められた閾値以上となっている場合、走行中であると判定したが、走行中であるか歩行中であるかの判定は、このような条件に限定されるものではない。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る歩行制御装置の全体構成を図１３に示す。本歩行制御装置は、図１に示した構成と比較して、更に、右側の靴に近距離無線通信部１６を備えた点が異なる。

近距離無線通信部１６は、地下道や地下通路等の路面に埋設されたＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）タグ３０と近距離無線通信を行う。

なお、図１４に示すように、地下道や地下通路等の路面には、局所的に複数のＮＦＣタグ３０が埋設されており、各ＮＦＣタグ３０は、それぞれ埋設された位置を示す位置情報（緯度緯度経度情報）を保持している。

ＮＦＣタグ３０と近距離無線通信することが可能な機器は、近距離無線通信を介してＮＦＣタグ３０に保持されている位置情報を取得することが可能となっている。すなわち、路面に埋設された各ＮＦＣタグ３０から、それぞれ異なる位置情報を取得することが可能となっている。

本実施形態において、右側の靴に配置された制御部１５は、図１４に示したように、地下道や地下通路等の路面に局所的に埋設された複数のＮＦＣタグ３０と近距離無線通信を行って歩幅を計測し、計測した歩幅を示す歩幅情報を記憶部１４に記憶させるとともに、ＧＮＳＳ受信機１０により現在位置を特定することが可能な数の衛星を捕捉できない場合、記憶部１４に記憶させた歩幅情報を用いて現在位置を推定する処理を行う。

図１５に、この処理のフローチャートを示す。右側の靴に配置された制御部１５は、右側の靴に設けられた圧力センサによりユーザが靴を装着したときに生じる圧力が検出されると、この圧力が検出されなくなるまで、図１５に示す処理を実施する。

ユーザの歩行に伴って靴の底部が接地すると、Ｓ１００にてＹＥＳと判定され、接地数カウンタをカウントアップする（Ｓ１０２）。そして、現在位置を特定することが可能な数の衛星を捕捉できている場合、Ｓ１０４の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１０６へ進む。なお、Ｓ１０６、Ｓ２００については、図５に示した処理と同じであるので、ここでは説明を省略する。

また、現在位置を特定することが可能な数の衛星を捕捉できなくなると、Ｓ１０４の判定はＮＯとなり、次に、ＮＦＣタグ３０と通信が可能か否かを判定する（Ｓ１０８）。すなわち、近距離無線通信部１６を介して路面に埋設されたＮＦＣタグ３０と通信接続されたか否かを判定する。

ここで、複数のＮＦＣタグ３０が埋設された路面の上をユーザが歩行して、ＮＦＣタグ３０と通信接続されると、Ｓ１０８の判定はＹＥＳとなり、次に、位置情報を更新する（Ｓ８００）。具体的には、通信接続されたＮＦＣタグ３０から位置情報を取得し、この位置情報を最新の現在位置として更新する。

次に、現在の接地数をメモリに保持する（Ｓ８０２）。具体的には、現在の接地数カウンタのカウント値をＲＡＭに記憶させる。

次に、現在の位置情報をメモリに保持する（Ｓ８０４）。具体的には、Ｓ８００にてＮＦＣタグ３０から取得した位置情報をＲＡＭに記憶させる。

次に、前回の現在位置と今回の現在位置との直線距離を算出する（Ｓ８０６）。本実施形態においては、路面に埋設されたＮＦＣタグ３０と通信接続される度に、Ｓ８０２にて、接地数カウンタのカウント値をＲＡＭに記憶させ、Ｓ８０４にて、ＮＦＣタグ３０から取得した位置情報をＲＡＭに記憶させるようになっている。ここでは、前回、ＲＡＭに記憶させた位置と、今回、ＲＡＭに記憶させた位置との直線距離を算出する。

次に、今回の接地数と前回の接地数の差を算出する（Ｓ８０８）。すなわち、今回、ＲＡＭに記憶させた接地数カウンタのカウント値と、前回、ＲＡＭに記憶させた接地数カウンタのカウント値との差を算出する。

次に、歩幅を算出する（Ｓ８１０）。歩幅は、Ｓ８０６で算出した直線距離を、Ｓ８０８で算出した接地数カウンタのカウント値の差で除算することにより求めることができる。

次に、歩幅の妥当性を確認して歩幅情報を更新する（Ｓ８１２）。具体的には、Ｓ８１０にて算出された歩幅に対して、図６のＳ２０４およびＳ２０８に示した妥当性の判定を行い、妥当であると判定された場合、Ｓ８１０にて算出された歩幅を最新の歩幅情報として記憶部１４に記憶させ、Ｓ１００へ戻る。

このように、現在位置を特定することが可能な数の衛星を捕捉できない状況でも、地下道や地下通路等の路面に局所的に埋設された複数のＮＦＣタグ３０との近距離無線通信により歩幅を計測する。

また、地下道や地下通路等において、複数のＮＦＣタグ３０が埋設されていない路面の上をユーザが歩行して、ＮＦＣタグ３０と通信接続できない状況になると、Ｓ１０８の判定はＮＯとなり、次に、進行方向を特定する（Ｓ８１４）。具体的には、方位計測部１１の地磁気センサより出力される方位を示す信号に基づいて進行している方位を特定する。

次に、歩幅情報を読み出す（Ｓ８１６）。具体的には、記憶部１４に記憶された最新の歩幅情報を読み出す。

次に、現在位置を推定する（Ｓ８１８）。具体的には、Ｓ８００にて更新された現在位置を基準として現在位置を推定する。Ｓ８００にて最後に更新された現在位置を基準とし、この現在位置から、記憶部１４から読み出した歩幅情報に基づいた歩幅分だけ、Ｓ８１４にて特定された進行方向に移動した地点を現在位置として推定し、図５のＳ１００へ戻る。

なお、次回以降、Ｓ１０４の判定がＮＯとなった場合には、前回、推定した現在位置を基準とし、この現在位置から、記憶部１４から読み出した歩幅情報に基づいた歩幅分だけ、Ｓ８１４にて特定された進行方向に移動した地点を現在位置として推定する。

上記した構成によれば、右側の靴に、靴の底部の接地を検出する接地センサ１２と、路側に設置されたＮＦＣタグ３０と近距離無線通信する近距離無線通信部１６と、を備え、制御部１５は、近距離無線通信部１６を介してＮＦＣタグ３０から該ＮＦＣタグ３０の位置情報を取得し、該ＮＦＣタグ３０の位置情報と接地センサ１２により検出された接地の回数に基づいて歩幅を特定し、該歩幅を示す歩幅情報を記憶部１４に記憶させ、ＧＮＳＳ受信部による現在位置の特定ができなくなったことを判定した場合、記憶部１４に記憶させた歩幅情報を用いて前記現在位置を推定するので、衛星からの電波が受信できない状況になっても現在位置を推定することができる。

本実施形態では、地下道や地下通路等の路面に埋設された複数のＮＦＣタグ３０と近距離無線通信するように構成したが、例えば、地下通路等の路面に埋設された複数のＲＦタグと近距離無線通信するように構成してもよい。

（第４実施形態）
本実施形態に係る歩行制御装置の全体構成は、図１に示した構成と同じである。しかし、第１実施形態に係る左側の靴に配置された歩行制御部２０は、靴の硬さを変化させてユーザの歩行を制御する硬度制御部と、靴底の接地面積を減少させてユーザの歩行を制御する接地面積制御部と、を有していたが、本実施形態に係る歩行制御部２０は、更に、靴を振動させてユーザの歩行を制御する振動発生部を有している点が異なる。

振動発生部は、図１６に示すように、靴の内部におけるユーザの足の甲と接触する部分に設けられたバイブレーションモータ２２０により構成されている。このバイブレーションモータ２２０は、制御部１５からの指示に応じて動作する。

本実施形態において、右側の靴に配置された制御部１５は、通信部１３を介して周辺車両に搭載された車載機との通信が確立すると、周辺車両との通信を介して周辺車両との衝突の可能性の有無を判定し、周辺車両と衝突する可能性が有ると判定すると、反対側（左側）の靴に設けられた歩行制御部２０にユーザの歩行を制御させる処理を実施する。

図１７に、この処理のフローチャートを示す。制御部１５は、ユーザが靴を装着したときに生じる圧力を検出する圧力センサ（図示せず）によりユーザが靴を装着したときに生じる圧力が検出されると、図１７に示す処理を実施する。なお、ここでは、ＧＮＳＳ受信機１０が衛星からの電波を受信して現在位置を特定することが可能な状況となっているものとする。

まず、周辺車両から車両情報を受信したか否かを判定する（Ｓ４００）。具体的には、通信部１３を介して通信することが可能な車載機を搭載した周辺車両から車両情報を受信したか否かを判定する。ここで、車両情報には、周辺車両に搭載されたＧＮＳＳ受信により特定された位置情報、捕捉衛星数、ＤＯＰ等の情報が含まれるようになっている。

ここで、周辺車両から車両情報が受信されない場合、Ｓ４００の判定はＮＯとなり、Ｓ４００の判定を繰り返し実施する。また、通信部１３を介して周辺車両から車両情報を受信すると、Ｓ４００の判定はＹＥＳとなり、次に、歩行制御の必要性があるか否かを判定する（Ｓ４０２）。本実施形態では、図５〜７のＳ１０６にて特定された現在位置またはＳ３０６にて推定された現在位置と、周辺車両から受信した車両情報に含まれる位置情報に基づいて靴を履いたユーザと周辺車両との距離を算出し、この距離が予め定められた判定閾値未満の場合、歩行制御の必要性があると判定する。また、靴を履いたユーザと周辺車両との距離が判定閾値より長い場合は、歩行制御の必要性がないと判定する。

ここで、靴を履いたユーザと周辺車両との距離が判定閾値より長い場合、Ｓ４０２の判定はＮＯとなり、左側の靴に歩行制御を指示することなく、Ｓ４００へ戻る。

また、靴を履いたユーザに周辺車両が近づいて、靴を履いたユーザと周辺車両との距離が判定閾値未満になると、Ｓ４０２の判定はＹＥＳとなり、次に、周辺車両の位置の確からしさが高いか否かを判定する（Ｓ９００）。本実施形態においては、車両の位置の確からしさを、周辺車両から受信される車両情報に含まれる捕捉衛星数およびＤＯＰに基づいて評価する。なお、捕捉衛星数が少ない場合よりも多い場合の方が車両の位置の確からしさは高くなる。また、ＤＯＰが大きい場合よりも小さい場合の方が車両の位置の確からしさは高くなる。ここでは、捕捉衛星数が閾値以上で、かつ、ＤＯＰが閾値以下の場合、車両の位置の確からしさが高いと評価する。

ここで、周辺車両から受信される車両情報に含まれる捕捉衛星数が閾値以上で、かつ、ＤＯＰが閾値以下の場合、Ｓ９００の判定はＹＥＳとなり、次に、推定移動距離が閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ９０２）。ここで、推定移動距離は、ＧＮＳＳ受信機１０が現在位置を特定することが可能な数の衛星を捕捉できなくなった後、歩幅情報を用いた現在位置の推定を開始してからの移動距離のことをいう。

ここで、推定移動距離が閾値以下となっている場合、Ｓ９０２の判定はＹＥＳとなり、次に、ＧＮＳＳ受信機１０により捕捉された捕捉衛星数が閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ９０４）。

ここで、ＧＮＳＳ受信機１０により捕捉された捕捉衛星数が閾値以上となっている場合、次に、ＧＮＳＳ受信機１０より出力されるＤＯＰ値が閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ９０６）。

ここで、ＧＮＳＳ受信機１０より出力されるＤＯＰ値が閾値以下となっている場合、Ｓ９０６の判定はＹＥＳとなり、ユーザの歩行停止させるよう左側の靴の制御部２２に歩行制御指示を行う（Ｓ９０８）。本実施形態では、歩行制御部２０の小型ポンプを作動させて靴の硬さを硬くするとともに、歩行制御部２０の有機アクチュエータ２３０の有機膜２３１をカバー２３３の表面より突出させて靴底の接地面積を減少させるように指示し、Ｓ４００へ戻る。

なお、左側の靴の制御部２２は、この歩行制御指示に応じて、歩行制御部２０の小型ポンプを作動させて靴の硬さを硬くするとともに、歩行制御部２０の有機アクチュエータ２３０の有機膜２３１をカバー２３３の表面より突出させて靴底の接地面積を減少させる。

また、周辺車両から受信される車両情報に含まれる捕捉衛星数が閾値以上、あるいは、かつ、ＤＯＰが閾値以下となった場合、Ｓ９００の判定はＮＯとなり、ユーザの歩行を制限するよう左側の靴の制御部２２に歩行制御指示を行う（Ｓ９１０）。本実施形態では、歩行制御部２０のバイブレーションモータ２２０を動作させるよう指示し、Ｓ４００へ戻る。なお、左側の靴の制御部２２は、この歩行制御指示に応じて、歩行制御部２０のバイブレーションモータ２２０を動作させ靴を振動させる。

なお、バイブレーションモータ２２０の動作による歩行制御は、靴の硬さを硬くするとともに靴底の接地面積を減少させる歩行制御よりも弱く作用する。本実施形態では、ユーザの歩行を制限することを目的としてバイブレーションモータ２２０の動作による歩行制御を実施し、ユーザの歩行を停止させることを目的として靴の硬さを硬くするとともに靴底の接地面積を減少させる歩行制御を実施するようにしている。

また、推定移動距離が閾値よりも大きくなっている場合、Ｓ９０２の判定はＮＯとなり、Ｓ９１０へ進む。

また、ＧＮＳＳ受信機１０により捕捉された捕捉衛星数が閾値未満となった場合、Ｓ９０４の判定はＮＯとなり、Ｓ９１０へ進む。

また、ＧＮＳＳ受信機１０より出力されるＤＯＰ値が閾値よりも大きくなっている場合、Ｓ９０６の判定はＮＯとなり、Ｓ９１０へ進む。

周辺車両から取得した位置情報の確からしさと関係なく、一律にユーザの歩行を制御するようにした場合、歩行制御の頻度が高くユーザに煩わしさを感じさせてしまうことが考えられる。しかし、上記した構成によれば、歩行制御部２０は、異なる複数の方法でユーザの歩行を制御することが可能となっており、制御部１５は、周辺車両から取得した位置情報の確からしさを評価し、確からしさの評価が高い場合、確からしさの評価が低い場合よりも、より強く作用する方法でユーザの歩行を制御するように歩行制御部２０に指示するので、ユーザの煩わしさを低減することが可能である。

また、現在位置の推定が開始されてからの推定移動距離が長くなるにつれて推定される現在位置の確からしさも低くなるため、歩行制御の頻度が高くユーザに煩わしさを感じさせてしまうことが考えられる。しかし、上記した構成によれば、現在位置の推定が開始されてからの推定移動距離が閾値以下であるか否かを判定し、推定移動距離が閾値以下であると判定された場合、推定移動距離が閾値よりも大きいと判定された場合よりも、より強く作用する方法でユーザの歩行を制御するように歩行制御部に指示するので、ユーザの煩わしさを低減することが可能である。

また、歩幅情報を用いた現在位置の推定が開始されてからの推定移動距離が閾値以下であるか否かを判定し、推定移動距離が閾値以下であると判定された場合、推定移動距離が閾値よりも大きいと判定された場合よりも、より強く作用する方法でユーザの歩行を制御するように歩行制御部に指示するので、ユーザの煩わしさを低減することが可能である。

また、ＧＮＳＳ受信機１０により捕捉された捕捉衛星数が閾値未満であると判定された場合、より強く作用する方法でユーザの歩行を制御するように歩行制御部に指示するので、ユーザの煩わしさを低減することが可能である。

本実施形態では、ＧＮＳＳ受信機１０が衛星からの電波を受信して現在位置を特定することが可能となっている状況で、右側の靴の制御部１５が図１７に示す処理を実施する例を示したが、第３実施形態で示した地下道や地下通路等を通行するような状況においても、図１７に示す処理を実施することもできる。この場合、Ｓ９０４および９０２６を省略すればよい。また、ＧＮＳＳ受信機１０が現在位置を特定することが可能な数の衛星を捕捉できなくなった後、あるいは、ＮＦＣタグを用いて現在位置を更新した後、歩幅情報を用いた現在位置の推定を開始してからの移動距離を推定移動距離とすればよい。

（第５実施形態）
本実施形態に係る歩行制御装置の全体構成は、図１に示したものと同じである。上記第１実施形態では、判定閾値を変更することなくユーザと周辺車両との距離を判定するようにしたが、本実施形態においては、周辺車両の位置情報およびユーザの位置情報の確からしさに応じて判定閾値を変更してユーザと周辺車両との距離を判定する。

本実施形態における右側の靴の制御部１５のフローチャートを図１８に示す。制御部１５は、図８に示した処理に代えて、図１８に示す処理を実施する。

まず、周辺車両から車両情報を受信したか否かを判定し（Ｓ４００）、車両情報を受信すると、Ｓ９００〜Ｓ９０６の処理を実施する。なお、Ｓ９００〜Ｓ９０６については、図１７に示した処理と同じであるので。ここでは詳細な説明を省略する。

そして、Ｓ９００〜Ｓ９０６の各判定が肯定判定となった場合、歩行制御の必要性があるか否かを判定する（Ｓ４０２）。すなわち、靴を履いたユーザと周辺車両との距離が判定閾値未満となり、衝突の可能性があるか否かを判定する。ここで、靴を履いたユーザに周辺車両が近づいて、靴を履いたユーザと周辺車両との距離が判定閾値未満になると、Ｓ４０２の判定はＹＥＳとなり、左側の靴に歩行制御を指示する（Ｓ４０４）。具体的には、右側の靴の底部が接地しているか否かを示す接地情報とともに、左側の靴に歩行制御を実施するコマンドを定期的（例えば、１００ミリ秒毎）に送信する処理を開始し、Ｓ４００へ戻る。なお、接地情報は、右側の靴の底部の接地状況に応じて変化する。

また、靴を履いたユーザから周辺車両が遠ざかり、靴を履いたユーザと周辺車両との距離が判定閾値より長くなると、Ｓ４０２の判定はＮＯとなり、左側の靴への歩行制御の指示は行われなくなる。

また、Ｓ９００〜Ｓ９０６の各判定のいずれかが否定判定となった場合、ユーザと周辺車両との距離の判定閾値を初期値よりも長くする（Ｓ９０７）。すなわち、判定閾値を、初期値よりも所定距離分長くし、Ｓ４０２へ進む。これにより、周辺車両がより遠くに位置していても衝突の可能性があると判定されるようになる。

上記したように、周辺車両から取得した位置情報の確からしさを評価し、確からしさの評価が低い場合、確からしさの評価が高い場合よりも、判定閾値を長くするので、より確実にユーザと周辺車両の衝突を回避することができる。

また、歩幅情報を用いた現在位置の推定が開始されてからの推定移動距離が閾値以下であるか否かを判定し、推定移動距離が閾値以下であると判定された場合、推定移動距離が閾値よりも大きいと判定された場合よりも、判定閾値を長くするので、より確実にユーザと周辺車両の衝突を回避することができる。

また、ＧＮＳＳ受信機１０により捕捉された捕捉衛星数が閾値未満であると判定された場合、判定閾値をより長くするので、より確実にユーザと周辺車両の衝突を回避することができる。

（他の実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、右側の靴に、ＧＮＳＳ受信機１０、方位計測部１１、接地センサ１２、記憶部１４，通信部１３、制御部１５およびバッテリ１７を配置し、左側の靴に、通信部２１、制御部２２、歩行制御部２０およびバッテリ２３を配置するようにしたが、右側の靴に搭載した部品と左側の靴に搭載した部品を入れ替えるように構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、右側の靴に、ＧＮＳＳ受信機１０、方位計測部１１、接地センサ１２、記憶部１４、通信部１３、制御部１５およびバッテリ１７を配置し、左側の靴に、通信部２１、制御部２２、歩行制御部２０およびバッテリ２３を配置するようにしたが、必ずしも上記した全ての部品を搭載する必要はなく、また、歩行制御部２０を一方の靴のみに配置した構成として、必要とされる他の部品を追加した構成としてもよい。また、歩行制御部２０を一方の靴のみに配置した構成とし、軽い方の靴におもりを配置して左右の重量のバランスを揃えるようにしてもよい。

上記実施形態では、靴の底部に設けられた圧電センサにより底部の接地を検出する接地センサ１２を構成したが、このような圧電センサに限定されるものではなく、例えば、靴に加速度センサを設け、この加速度センサにより底部の接地を検出するように構成することもできる。

また、上記第１〜第３実施形態では、右側の靴の底部が接地したことが検出される度に、現在位置を特定して歩幅を計測するようにしたが、例えば、所定回数、靴の底部が接地したことが検出される度に、現在位置を特定して歩幅を計測するようにしてもよい。

１０ ＧＮＳＳ受信機
１１ 方位計測部
１２ 接地センサ
１３ 通信部
１４ 記憶部
１５ 制御部
１６ バイブレーションモータ
１７ バッテリ
１８ ジャイロセンサ
１９ 加速度センサ
２０ 歩行制御部
２１ 通信部
２２ 制御部
２３ バッテリ

Claims (15)

1. 一対の履物に備えられる歩行制御装置であって、
   ユーザの歩行を制御する歩行制御部（２０）と、衛星からの電波を受信して現在位置を特定する現在位置特定部（１０）と、周辺車両から位置情報を取得し、前記周辺車両の位置情報と前記現在位置に基づいて前記歩行制御部にユーザの歩行を制御させる制御部（１５）と、を備え、
   前記歩行制御部については、前記履物の一方に配置され、前記現在位置特定部および前記制御部については、前記履物の他方に配置されていることを特徴とする歩行制御装置。
2. 前記履物の底部の接地を検出する接地検出部（１２）を備え、
   前記制御部は、前記衛星からの電波が受信可能なときに前記現在位置特定部により特定された現在位置と前記接地検出部により検出された接地の回数に基づいて歩幅を特定し、該歩幅を示す歩幅情報を記憶手段に記憶させる第１の歩幅情報記憶手段（Ｓ２０２、Ｓ２１０）と、
   前記現在位置特定部により前記現在位置の特定ができなくなったか否かを判定する位置特定判定手段（Ｓ１０４）と、
   前記位置特定判定手段により前記現在位置の特定ができなくなったと判定された場合、前記記憶手段に記憶された前記歩幅情報を用いて前記現在位置を推定する現在位置推定手段（Ｓ３００、Ｓ６００）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の歩行制御装置。
3. 前記制御部は、前記接地検出手段により前回接地が検出されてから今回接地が検出されるまでの期間を計測し、該期間に基づいて前記歩幅特定手段により特定された前記歩幅が妥当であるか否かを判定する第１の妥当性判定手段（Ｓ２０４）を備え、
   前記歩幅情報記憶手段は、前記第１の妥当性判定手段により前記歩幅特定手段により特定された前記歩幅が妥当でないと判定された場合、前記歩幅特定手段により特定された前記歩幅情報の前記記憶手段への記憶を禁止することを特徴とする請求項２に記載の歩行制御装置。
4. 前記制御部は、前記歩幅特定手段により特定された歩幅が予め定められた範囲内にあるか否かに基づいて前記歩幅特定手段により特定された前記歩幅が妥当であるか否かを判定する第２の妥当性判定手段（Ｓ２０８）を備え、
   前記歩幅情報記憶手段は、前記第２の妥当性判定手段により前記歩幅特定手段により特定された前記歩幅が妥当でないと判定された場合、前記歩幅特定手段により特定された前記歩幅情報の前記記憶手段への記憶を禁止することを特徴とする請求項２に記載の歩行制御装置。
5. 前記制御部は、歩行中であるか走行中であるかを識別するための情報を取得し、該情報に基づいて歩行中であるか走行中であるかを判定する第１の歩行状況判定手段（Ｓ６０４）を備え、
   前記歩幅情報記憶手段は、前記第１の歩行状況判定手段により歩行中と判定された場合と走行中と判定された場合を区別して前記歩幅特定手段により特定された歩幅を前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の歩行制御装置。
6. 前記制御部は、前記位置特定判定手段により前記現在位置の特定ができなくなったと判定された場合、歩行中であるか走行中であるかを識別するための情報を取得し、該情報に基づいて歩行中であるか走行中であるかを判定する第２の歩行状況判定手段（Ｓ７０４）を備え、
   前記現在位置推定手段は、前記第２の歩行状況判定手段により歩行中と判定された場合には、前記記憶手段から歩行中の前記歩幅情報を読み出し、該歩行中の前記歩幅情報を用いて前記現在位置を推定し、前記第２の歩行状況判定手段により走行中と判定された場合には、前記記憶手段から走行中の前記歩幅情報を読み出し、該走行中の前記歩幅情報を用いて前記現在位置を推定することを特徴とする請求項５に記載の歩行制御装置。
7. 前記歩行制御部は、異なる複数の方法でユーザの歩行を制御することが可能となっており、
   前記制御部は、前記周辺車両から取得した位置情報の確からしさを評価する評価手段と、
   前記評価手段による前記確からしさの評価が高い場合、前記確からしさの評価が低い場合よりも、より強く作用する方法でユーザの歩行を制御するように前記歩行制御部に指示する歩行制御指示手段（Ｓ９０８、Ｓ９１０）と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の歩行制御装置。
8. 前記制御部は、前記現在位置特定部により特定された現在位置または前記現在位置推定手段により推定された現在位置と前記周辺車両との距離が判定閾値未満となった場合に、前記歩行制御部にユーザの歩行を制御させる歩行制御手段（Ｓ４０４）と、
   前記周辺車両から取得した位置情報の確からしさを評価する評価手段（Ｓ９００）と、
   前記評価手段による前記確からしさの評価が低い場合、前記確からしさの評価が高い場合よりも、前記判定閾値を長くする判定閾値変更手段（Ｓ９０７）と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の歩行制御装置。
9. 前記歩行制御部は、異なる複数の方法でユーザの歩行を制御することが可能となっており、
   前記制御部は、前記現在位置推定手段による前記歩幅情報を用いた前記現在位置の推定が開始されてからの推定移動距離が閾値以下であるか否かを判定する推定移動距離判定手段（Ｓ９０２）と、
   前記推定移動距離判定手段により前記推定移動距離が閾値以下であると判定された場合、前記推定移動距離が閾値よりも大きいと判定された場合よりも、より強く作用する方法でユーザの歩行を制御するように前記歩行制御部に指示する歩行制御指示手段（Ｓ９０８、Ｓ９１０）と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の歩行制御装置。
10. 前記制御部は、前記現在位置特定部により特定された現在位置または前記現在位置推定手段により推定された現在位置と前記周辺車両との距離が判定閾値未満となった場合に、前記歩行制御部にユーザの歩行を制御させる歩行制御手段（Ｓ４０４）と、
    前記現在位置推定手段による前記歩幅情報を用いた前記現在位置の推定が開始されてからの推定移動距離が閾値以下であるか否かを判定する推定移動距離判定手段（Ｓ９０４）と、
    前記推定移動距離判定手段により前記推定移動距離が閾値以下でないと判定された場合、前記判定閾値を長くする判定閾値変更手段（Ｓ９０７）と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の歩行制御装置。
11. 前記履物の底部の接地を検出する接地検出部（１２）と、
    路側に設置された路側通信部（３０）と近距離無線通信する近距離無線通信手段（１６）と、を備え、
    前記制御部は、前記近距離無線通信手段を介して前記路側通信部から該路側通信部の位置情報を取得し、該路側通信部の位置情報と前記接地検出部により検出された接地の回数に基づいて歩幅を特定し、該歩幅を示す歩幅情報を記憶手段に記憶させる第２の歩幅情報記憶手段（Ｓ８００〜Ｓ８１２）と、
    前記現在位置特定部により前記現在位置の特定ができなくなったか否かを判定する位置特定判定手段（Ｓ１０４）と、
    前記位置特定判定手段により前記現在位置の特定ができなくなったと判定された場合、前記第２の歩幅情報記憶手段により前記記憶手段に記憶された前記歩幅情報を用いて前記現在位置を推定する現在位置推定手段（Ｓ８１４〜Ｓ８１８）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の歩行制御装置。
12. 前記歩行制御部は、異なる複数の方法でユーザの歩行を制御することが可能となっており、
    前記制御部は、前記周辺車両から取得した位置情報の確からしさを評価する評価手段と、
    前記評価手段による前記確からしさの評価が高い場合、前記確からしさの評価が低い場合よりも、より強く作用する方法でユーザの歩行を制御するように前記歩行制御部に指示する歩行制御指示手段（Ｓ９０８、Ｓ９１０）と、を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の歩行制御装置。
13. 前記制御部は、前記現在位置特定部により特定された現在位置または前記現在位置推定手段により推定された現在位置と前記周辺車両との距離が判定閾値未満となった場合に、前記歩行制御部にユーザの歩行を制御させる歩行制御手段（Ｓ４０４）と、
    前記周辺車両から取得した位置情報の確からしさを評価する評価手段（Ｓ９００）と、
    前記評価手段による前記確からしさの評価が低い場合、前記確からしさの評価が高い場合よりも、前記判定閾値を長くする判定閾値変更手段（Ｓ９０７）と、を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の歩行制御装置。
14. 前記歩行制御部は、異なる複数の方法でユーザの歩行を制御することが可能となっており、
    前記制御部は、前記現在位置推定手段による前記歩幅情報を用いた前記現在位置の推定が開始されてからの推定移動距離が閾値以下であるか否かを判定する推定移動距離判定手段（Ｓ９０４）と、
    前記推定移動距離判定手段により前記推定移動距離が閾値以下であると判定された場合、前記推定移動距離が閾値よりも大きいと判定された場合よりも、より強く作用する方法でユーザの歩行を制御するように前記歩行制御部に指示する歩行制御指示手段（Ｓ９０８、Ｓ９１０）と、を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の歩行制御装置。
15. 前記制御部は、前記現在位置特定部により特定された現在位置または前記現在位置推定手段により推定された現在位置と前記周辺車両との距離が判定閾値未満となった場合に、前記歩行制御部にユーザの歩行を制御させる歩行制御手段（Ｓ４０４）と、
    前記現在位置推定手段による前記歩幅情報を用いた前記現在位置の推定が開始されてからの推定移動距離が閾値以下であるか否かを判定する推定移動距離判定手段（Ｓ９０４）と、
    前記推定移動距離判定手段により前記推定移動距離が閾値以下でないと判定された場合、前記判定閾値を長くする判定閾値変更手段（Ｓ９０７）と、を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の歩行制御装置。

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