JP2016034490A - 盲導モバイル装置位置決めシステム及びその動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】盲導モバイル装置位置決めシステム及びその動作方法の提供。【解決手段】この盲導モバイル装置位置決めシステム及びその動作方法は、盲人使用者がデジタル眼鏡或いは屋内介助ロボットを伴う時に、撮像モジュールを使用して当地の映像を取得し、並びに位置決めモジュールにより使用者の所在位置を確認して位置追跡を行ない、さらに伝送モジュールにより遠方に位置する家族、介助単位或いは警察消防単位に、リアルタイムで使用者の安全状況を掌握させる。また使用者は音声モジュールの音声によりその所在の場所を知ることができ、他人の補助に頼る能力を高めなくても、その活動の安全性が保障されるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は一種の位置決めシステム及びその動作方法に係り、特に盲人が着用するか或いは屋内の介助ロボットに取り付けられて、自分で視覚を用いて環境を判断できない使用者に、音声方式で自己の所在位置を知らせ、また遠方の家族、介助者或いは警察消防人員に使用者の安全性を適時に掌握させる一種の盲導モバイル装置位置決めシステム及びその動作方法に関する。

盲人にとって、訓練された盲導犬は最良のパートナーである。しかし、訓練を受けても、盲導犬はなおもパートナーに盲人が熟知している区域での活動を補助するか、或いは、盲人の行路の安全を保護できるだけで、彼らを見知らぬ目的地に連れて行くことはできない。

もし見知らぬ目的地で活動する必要があれば、たとえばグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）を使用するのが、現在一般的な方式であり、このような公用の標準化された位置決め技術は、各種のポータブル電子装置、たとえば、スマートフォンに応用され、使用者は、スマートフォンに表示される電子地図によりその現在の所在位置をチェックできる。しかし、このようなナビゲーション方式は明らかに盲人のために作られたものではなく、それは視力が正常である使用者に適用されるだけである。

これにより、いかにナビゲーションシステムの変革と改善を行なって、盲人もその便利な長所を享受できるようにするかが、その開発の動機であり市場の需要の存在するところである。

特許文献１には、一種のデジタル盲導モバイル装置が開示され、それは盲人使用者に対して、盲導機能を提供するのに応用される。且つ、その特徴は、音声方式により使用者が現在所在する地図位置を放送し、並びに使用者が自然音声によりその行きたい目的地を入力でき、並びに使用者が行進する途中で、続けて路上の障害物に対してアラームメッセージを発生し、並びにその周囲の環境の映像を記録し、もし不注意から事故が発生した場合には、事故が発生した過程をチェックし並びにクリアにする過程に用いられることにある。しかし、このような設計は、盲人が活動する時の安全性に対しては疎かにされている。もし、介助者或いは盲導犬の補助があれば、活動環境中の危険因子に対しては比較的良好に反応して処置し、危険を回避できる。しかし、もし完全に案内をナビゲーションシステムの補助に頼るときは、一般のナビゲーションシステムは、精度、天候の影響或いはシステム自体の不安定性があることを考えると、盲人は間違ったエリア或いは盲人に優しくない道（たとえば人通りのない道）に案内されてしまうことがあり、もしそのようなときに緊急介入することができなければ、事故の発生する可能性は大幅にアップし、事後に事故の発生過程をクリアにできても、それはすでに遅く、このため、この技術には改善の余地がある。

台湾特許公開第２００８０６２７３号明細書

本発明の主要な目的は、一種の盲導モバイル装置位置決めシステム及びその動作方法を提供することにあり、それは、デジタル眼鏡のような携帯式デジタルアクセサリ上の撮像モジュールにより現地の映像を取得し、並びに位置決めモジュールにより盲人の所在位置を確認して位置追跡を行ない、遠方にいる家族、介助単位或いは警察消防単位にリアルタイムで使用者の安全状況を掌握させられるようにする。

本発明の次の目的は、一種の盲導モバイル装置位置決めシステム及びその動作方法を提供することにあり、使用者がＡｐｐの動作を通して方法のステップを完成して、撮像モジュールを使用者に欠乏した視力の代わりとなし、使用者が視覚の代りに聴覚で安全性を判断できるようにし、映像は遠方より監視して、必要時にリアクションを行ない、盲人の安全を確保できるようにする。

上述の目的を達成するため、本発明は一種の盲導モバイル装置位置決めシステム及びその動作方法を提供し、それは、ハードウエア設備上に、近端に位置する携帯式デジタルアクセサリと、遠端に位置して該携帯式デジタルアクセサリが伝送するメッセージを受け取る監視装置を包含し、本発明の特徴は、該携帯式デジタルアクセサリが、撮像モジュール、伝送モジュール、及び位置決めモジュールを包含し、該撮像モジュールは、撮像レンズを具えて該携帯式デジタルアクセサリの一端に設置され、該携帯式デジタルアクセサリの該端の前方の映像を取得するのに用いられ、該伝送モジュールは、該携帯式デジタルアクセサリの中に設置されて、該映像を該監視装置に伝送するのに用いられ、該位置決めモジュールは、該携帯式デジタルアクセサリの中に設置されて、該携帯式デジタルアクセサリの位置情報を取得し、並びに該位置情報を該伝送モジュールにより該監視装置に伝送する。

総合すると、本発明は一種の盲導モバイル装置位置決めシステム及びその動作方法を提示し、それは盲人使用者がデジタル眼鏡等の携帯式デジタルアクセサリを装着するか、或いは屋内介助ロボットを随行するとき、撮像モジュールを使用して現地の映像を取得し、並びに位置決めモジュールにより使用者の所在位置を確認して位置追跡を行ない、遠端に位置する家族、介助単位或いは警察消防単位がリアルタイムで使用者の安全状況を掌握できるようにする。同時に、使用者はまた音でその所在の場所を知ることができ、使用者は他人の補助に頼ることなく、その活動の安全性が保障される。その便利性、信頼性及び機能の多様性により、本発明は経済価値と実用価値を有する盲導モバイル装置位置決めシステム及びその動作方法であることに疑いはない。

本発明の好ましい実施例の空間関係表示図であり、近端の使用者及び遠端の観察者を示している。 本発明の好ましい実施例の装置構造表示図であり、一般使用時のメカニズムを示している。 本発明の好ましい実施例の装置構造表示図であり、アラームの状況が発生した時のメカニズムを示している。 本発明の好ましい実施例の装置構造表示図であり、演算モジュールを使用して映像に対して自動分析を行なうのを表示している。 本発明の好ましい実施例のステップフローチャートである。

以下に本発明の技術内容、構造特徴、達成する目的及び作用効果について、以下に例を挙げ並びに図面を組み合わせて詳細に説明する。

図１を参照されたい。本発明の盲導モバイル装置位置決めシステム中、そのハードウエア設備は、近端Ｘに位置する携帯式デジタルアクセサリ１０と遠端Ｙの監視装置２０を包含し、監視装置２０は携帯式デジタルアクセサリ１０が伝送したメッセージを受け取り、遠端Ｙに位置する観察者４０が、近端Ｘの使用者３０の活動状況を知ることができるようにする。

携帯式デジタルアクセサリ１０はタイプ上、幅広く、たとえば、撮影及び伝送機能を有するデジタルアクセサリであればいずれも適用できるが、撮影の角度、フレーム安定性、及び組み合わせて実行するソフトウエアとの相性を考慮すると、デジタル眼鏡、たとえば、米国Ｇｏｏｇｌｅ社のＧｏｏｇｌｅ Ｇｌａｓｓ（登録商標）がより好ましい。デジタル眼鏡のほか、携帯式デジタルアクセサリ１０は屋内介助ロボットに取り付けて動作させてもよく、屋内介助ロボットが移動する時の安定性は、比較的見るのに適したフレームを提供し、また、屋内介助ロボットが使用者３０に随伴する機能を利用して、確実に使用者の周辺の映像のフレームを取得できる。

本発明が適用される使用者は、盲人が主であり、それ自身は、視覚観察により所在位置の詳細な地点及び安全性を獲得することはできず、これにより、周辺の人の補助を必要とし、或いは盲導犬等の伝統的な盲導媒体を使用するか、或いは、所在地点で盲人に対する音声ブロードキャスティングサービスが提供されていればそれを利用する。しかし、上述の補助は、いずれも本発明のように便利で且つ確実ではない。盲人は、本発明の盲導モバイル装置位置決めシステム中の携帯式デジタルアクセサリ１０を携行着用するか、或いは、一側の屋内介助ロボットに設置された携帯式デジタルアクセサリ１０により、盲導のサービスを獲得できる。

図２も参照されたい。携帯式デジタルアクセサリ１０は撮像モジュール１１、伝送モジュール１２及び位置決めモジュール１３を包含する。上述のこれらのモジュールは、いずれも携帯式デジタルアクセサリ１０の中に設置され、並びに必要な処理ユニット及び電源供給ユニットの動作と組み合わされ、この部分は、通常の知識を有する者であれば、工業設計及び製品規格により自分で規格及び調整できるため、提示と制限を行なわない。

撮像モジュール１１は、撮像レンズ１１Ａを具えて携帯式デジタルアクセサリ１０の一端に設置され、携帯式デジタルアクセサリ１０が、該端の前方の映像を取得するのに用いられる。前述の好ましい実施態様のように、携帯式デジタルアクセサリ１０がＧｏｏｇｌｅ Ｇｌａｓｓ（登録商標）である時、人体の頭部に装着され、この撮像モジュール１１が取得する映像は、すなわち、使用者前方の視野とされ、この使用者が両目で観察するビュー、フレームを代表し得る。

撮像モジュール１１が映像を取得すると、その映像は伝送モジュール１１により、無線伝送方式で、遠端の監視装置２０に送られ、遠端の観察者がこの映像をブラウズできるようになる。ここで言う観察者とは、使用者の家族、介助単位或いは警察消防単位とされ、それは通常、安全を求めて使用者が安全な環境中にあるか否かを追跡、確認し、本発明が利用する使用者視角の映像は、相当に説得力のある観測ターゲットである。このほか、携帯式デジタルアクセサリ１０の電力負担を考慮し、本発明は伝送時に、固定された秒数間隔を設定して映像をキャプチャして複数のイメージとして伝送でき、観察品質と設備の継続運転能力の間のバランスを取る。

撮像モジュール１１が映像を取得すると同時に、位置決めモジュール１３は携帯式デジタルアクセサリ１０の位置情報を取得し、並びに位置情報を伝送モジュール１２により監視装置２０へと伝送する。位置決めモジュール１３は比較的普及しているグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）のほか、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System GLONASS ）、ＢＤＳ（beidou navigation system）、Ｇａｌｉｌｅｏとされ得て、位置情報を取得する。位置決めモジュール１３は近端の使用者及び遠端の観察者に、使用者の所在地点の情報を、たとえば、音声ブロードキャスティングの方式により提供し、視覚に傷害を有する使用者に、自身のいる場所、周辺の建物或いは商店がなにであるか、目的地までの距離、或いはどの方向に進めば目的地に到達できるかを分からせる。観察者は位置決めモジュール１３が提供する位置情報を利用して、使用者が安全な環境にあるか否かを確認するか、或いは、予定された経路上にいるかを確認し、ある状況が発生すれば、リアルタイムに使用者の位置を確認して対応するリアクションと処理を行なう。

盲人の使用者が十分にその所在位置と方向を獲得できるようにするため、携帯式デジタルアクセサリ１０はさらに音声モジュール１４を包含し、それも携帯式デジタルアクセサリ１０の中に設置され、それは位置情報を音声の方式で再生する。使用者は音声を聞き取ることで、リアルタイムに自己の所在位置を知ることができ、使用者が必ずしも屋外環境にいるとは限らないため、前述の位置決めモジュール１３はこのほかに設定された環境パラメータデータ、たとえば、展覧センター、活動センター、介助センターなどの特定の建築物が提供するデータ及びローカル型信号発送器に組み合わされ、位置決めモジュール１３が使用者が現在、これらの建築物内のどこにいるかを知ることができるようにし、伝送モジュール１２により遠端の監視装置２０にレポートし、及び、音声モジュール１４により近端の使用者に告知する。音声モジュール１４は構造上は必要なスピーカ等のエレメントを包含する。

携帯式デジタルアクセサリ１０は、さらにアラームモジュール１５を包含してもよく、それはアラームメッセージを発生するのに用いられる。このアラームモジュール１５は、位置決めモジュール１３の位置情報を参考にし、分析と対比し、使用者の位置或いは移動方向が安全であるか否かを判断するか、予期されたものと一致するかを判断し、もし必要があれば、アラームモジュール１５は音声モジュール１４によりアラームメッセージを発生し、使用者にその現在地が安全でないことを知らせるか、或いは、目的地とは異なる方向に向けて移動していることを知らせ、使用者が自分で気づくことができない状況でも、危険があること、或いは、方向錯誤等の状況が存在することを分からせる。図３を参照されたい。使用者自身に警告するほか、アラームメッセージはまた、同時に自動的に伝送モジュール１１により遠端の監視装置２０に伝送され、遠端の家族、介助単位、或いは警察消防単位に気づかせて、適当な処理を行なわせる。このほか、使用者は、自分でアラームメッセージを発生させることができ、緊急状況が発生したときに、本発明の盲導モバイル装置位置決めシステムはまた、救助を求める機能も有している。アラームメッセージが自動で発送されたものであるか使用者が自分で発送したものかにかかわらず、本発明のシステムは、いずれも位置情報及び映像を併せて監視装置２０に伝送し、遠端の人員に、正確な地点及びその場所の状況を知らせ、救援できるようにする。

前述の監視装置２０の形式は不問であり、それは、スマートフォン、タブレットＰＣ、コンピュータ或いは僅かに信号を受信してフレームを提供するスクリーンを有するものとされる。もし、観察者が処理ユニットを具えた監視装置２０を使用するならば、観察者は対応するアプリケーションプログラム、たとえば、スマートフォン上で動作するＡｐｐを搭載し、自分で携帯式デジタルアクセサリ１０と接続するか否かを選択して監視モードをオンし、このほか、単一監視装置２０を同時に複数の携帯式デジタルアクセサリ１０に接続し、同時に複数の盲人の行動状況と安全性を観察できるようにすることもできる。

観察者はずっと使用者の活動状況を注視していられないことを考慮し、図４を参照されたいが、観察者は監視装置２０或いは携帯式デジタルアクセサリ１０の演算モジュール１６、２１を利用し、フレームの対比と分析を自動で行なうことができる。ビデオフレームに対して対比を行なうのは、比較的高い演算能力が必要であり、それは毎秒３０〜６０枚のイメージを分析しなければならず、これにより、監視装置２０の演算モジュールを使用することが好ましい選択であり、また携帯式デジタルアクセサリ１０が過多の電力を消費するのを防止できる（図中の点線の経路は、すなわち、携帯式デジタルアクセサリ１０の演算モジュール１６により分析、対比を行なう）。この好ましい実施例において、撮像モジュール１１の取得した映像は、直接伝送モジュール１２により監視装置２０の演算モジュール２１に送られて分析、対比され、もし対比後に、提示を発生することが必要であると分かれば、さらに監視装置２０自身の機能を利用して音と光と発生して覚醒させるか、或いはさらに、提示メッセージを携帯式デジタルアクセサリ１０に伝送し、観察者と使用者のいずれにも自動分析の結果を受け取らせ、補助的或いは安全性にかかわるアラームメッセージを獲得させる。

同様に、Ａｐｐもまた同じ方式で携帯式デジタルアクセサリ１０に搭載され、使用者は他人（たとえば介助者）の補助の下で、Ａｐｐを携帯式デジタルアクセサリ１０の保存空間中にインストールし、並びに撮像モジュール１１、伝送モジュール１２、位置決めモジュール１３、音声モジュール１４及びアラームモジュール１５等の部品の動作スケジュール、パラメータを設定し、使用者が携帯式デジタルアクセサリ１０を装着するか或いは屋内介助ロボットに取り付けた時に、有効に動作できるようにし、並びに遠端の監視装置と安定して接続して位置情報及び映像を伝送できるようにする。

上述のハードウエア構造に基づき、図５に示されるように、本発明の盲導モバイル装置位置決めシステムの動作方法は、以下のステップを包含する。
ステップＳ１： 携帯式デジタルアクセサリがその位置決めモジュールを利用して位置情報を取得する。
ステップＳ２： 該携帯式デジタルアクセサリがその撮像モジュールを利用してその前方の映像を撮影する。
ステップＳ３： 該携帯式デジタルアクセサリがその伝送モジュールを利用して該位置情報及び該映像を遠端の監視装置に伝送する。
上述のステップは、Ａｐｐにより自動実行され、撮影及び伝送された映像の品質、先に映像をキャプチャしてイメージとなした後に伝送するか否か、伝送の対象を何とするかに対して、設定を行なう。携帯式デジタルアクセサリが位置情報を取得するステップの後、さらに、携帯式デジタルアクセサリがその音声モジュールを利用して音声で該位置情報を再生するステップを包含してもよく、このメカニズムの目的はすでに前述したので、重複した説明は行なわない。

以上は本発明の好ましい実施例の説明に過ぎず、並びに本発明を限定するものではなく、本発明に提示の精神より逸脱せずに完成されるその他の同等の効果の修飾或いは置換は、いずれも本発明の権利請求範囲内に属する。

１０ 携帯式デジタルアクセサリ
１１ 撮像モジュール
１１Ａ 撮像レンズ
１２ 伝送モジュール
１３ 位置決めモジュール
１４ 音声モジュール
１５ アラームモジュール
１６ 演算モジュール
２０ 監視装置
２１ 演算モジュール
３０ 使用者
４０ 観察者
Ｘ 近端
Ｙ 遠端

Claims (12)

1. 近端の携帯式デジタルアクセサリと遠端の監視装置を包含し、該監視装置は該携帯式デジタルアクセサリが伝送したメッセージを受け取る盲導モバイル装置位置決めシステムにおいて、該携帯式デジタルアクセサリは、
   撮像モジュールであって、該携帯式デジタルアクセサリの一端に取り付けられた撮像レンズを具えて、該携帯式デジタルアクセサリの該端の前方の映像を取得する、上記撮像モジュールと、
   伝送モジュールであって、該携帯式デジタルアクセサリの中に設置されて、該映像を該監視装置へと伝送する、上記伝送モジュールと、
   位置決めモジュールであって、該携帯式デジタルアクセサリの中に設置され、該携帯式デジタルアクセサリの位置情報を取得し、並びに該位置情報を該伝送モジュールにより該監視装置へと伝送する、上記位置決めモジュールと、
   を包含することを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステム。
2. 請求項１記載の盲導モバイル装置位置決めシステムにおいて、該携帯式デジタルアクセサリはさらに音声モジュールを包含し、該音声モジュールは該携帯式デジタルアクセサリの中に設置されて該位置情報を音声再生することを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステム。
3. 請求項１記載の盲導モバイル装置位置決めシステムにおいて、該携帯式デジタルアクセサリはデジタル眼鏡であることを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステム。
4. 請求項１記載の盲導モバイル装置位置決めシステムにおいて、該携帯式デジタルアクセサリは屋内介助ロボットに取り付けられることを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステム。
5. 請求項１記載の盲導モバイル装置位置決めシステムにおいて、該携帯式デジタルアクセサリはさらにアラームメッセージを発生するためのアラームモジュールを包含することを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステム。
6. 請求項５記載の盲導モバイル装置位置決めシステムにおいて、該アラームメッセージは、音声モジュールにより再生されるとともに、該伝送モジュールにより該監視装置へと伝送されることを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステム。
7. 請求項１記載の盲導モバイル装置位置決めシステムにおいて、該監視装置は、スマートフォン、タブレットＰＣ、コンピュータ或いはスクリーンとされることを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステム。
8. 請求項１記載の盲導モバイル装置位置決めシステムにおいて、該位置決めモジュールは、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System GLONASS ）、ＢＤＳ（beidou navigation system）、Ｇａｌｉｌｅｏのいずれかとされて該位置情報を取得することを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステム。
9. 請求項１記載の盲導モバイル装置位置決めシステムにおいて、該携帯式デジタルアクセサリはさらに演算モジュールを包含し、それは該撮像モジュールより受け取った該映像に対して分析し、並びに分析結果に基づき、該携帯式デジタルアクセサリのアラームモジュールにアラームメッセージを発生させることを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステム。
10. 請求項１記載の盲導モバイル装置位置決めシステムにおいて、該監視装置はさらに演算モジュールを包含し、それは該撮像モジュールが該伝送モジュールを介して伝送した映像を受け取って該映像に対して分析し、並びに分析結果に基づき、該監視装置にアラームメッセージを発生させることを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステム。
11. 盲導モバイル装置位置決めシステムの動作方法において、
    携帯式デジタルアクセサリがその位置決めモジュールを利用して位置情報を取得し、
    該携帯式デジタルアクセサリがその撮像モジュールを利用してその前方の映像を取得し、
    該携帯式デジタルアクセサリがその伝送モジュールを利用して該位置情報及び該映像を遠端の監視装置へと伝送し、
    以上のステップを包含することを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステムの動作方法。
12. 請求項１１記載の盲導モバイル装置位置決めシステムの動作方法において、該携帯式デジタルアクセサリが該位置情報を取得するステップの後に、さらに、
    該携帯式デジタルアクセサリがその音声モジュールを利用して該位置情報を音声再生するステップ、
    を包含することを特徴とする、盲導モバイル装置位置決めシステムの動作方法。

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