JP2016191970A - バリアフリー度判定装置、バリアフリー度判定方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】省電力で路面形状を判定することができる、バリアフリー度判定装置、バリアフリー度判定方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】バリアフリー度判定装置１０は、低速移動体の３軸方向の加速度を検出する加速度検出部１１と、前記加速度に基づいて前記低速移動体の移動履歴を算出する座標算出部１２と、前記移動履歴に基づいて路面形状を判定する形状判定部１３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、路面のバリアフリー度を判定する、バリアフリー度判定装置、バリアフリー度判定方法およびこれを実現するためのプログラムに関する。

従来、車両の走行中に、路面状態を自動的に測定する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、車両の走行中に、加速度計と車高計とを用いて路面の高低変化量を測定する技術が開示されている。

特許文献２には、車両の走行中に、「車両に生じる振動又は傾斜度若しくはこれらの双方」に基づいて路面のバリア情報を自動的に生成する技術が開示されている。

特開昭６１−０８３９０７号公報 特開２０１０−２０７０２号公報

特許文献１に記載の技術は、加速度計が検知した加速度値を積分するものであって、路面状態の振幅を測定できるに過ぎない。また、特許文献２に記載の技術は、具体的には、上下方向の振動を検出する第１のセンサ（加速度センサ）と、低速車両に生じる傾斜度を検出する第２のセンサ（傾斜センサ）とを用いるものであり、装置の消費電力を低減することは難しい。また、特許文献２に記載の技術は、センサで検出された値が一定の閾値の範囲内にあるかによって判定をするものであって、具体的な路面の段差などの凹凸形状、勾配などを正確に測定するものではない。

本発明の目的の一例は、省電力で路面形状を判定することができる、バリアフリー度判定装置、バリアフリー度判定方法およびプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるバリアフリー度判定装置は、
低速移動体の３軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、
前記加速度に基づいて前記低速移動体の移動履歴を算出する座標算出部と、
前記移動履歴に基づいて路面形状を判定する形状判定部と、
を備える。

また、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるバリアフリー度判定方法は、
（ａ）低速移動体の３軸方向の加速度を検出するステップと、
（ｂ）前記加速度に基づいて前記低速移動体の移動履歴を算出するステップと、
（ｃ）前記移動履歴に基づいて路面形状を判定するステップと、
を備える。

さらに、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムは、
コンピュータに、
（ａ）低速移動体の３軸方向の加速度を検出するステップと、
（ｂ）前記加速度に基づいて前記低速移動体の移動履歴を算出するステップと、
（ｃ）前記移動履歴に基づいて路面形状を判定するステップと、
を実行させる。

本発明によれば、省電力で路面形状を判定することができる。

図１は、本発明の実施の形態におけるバリアフリー度判定装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態におけるバリアフリー度判定装置の具体的構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態における加速度検出部を内蔵する携帯端末を低速移動体に搭載した状態を示す図（正面図）である。 図４は、本発明の実施の形態における加速度検出部を内蔵する携帯端末を低速移動体に搭載した状態を示す図（側面図）である。 図５は、本発明の実施の形態における低速移動体が段差を上るときの態様を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態における低速移動体が段差を下るときの態様を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態における加速度検出部が一定期間内に検出した加速度データをプロットした図である。 図８は、本発明の実施の形態における座標算出部が加速度データに傾き補正をした加速度データをプロットした図である。 図９は、本発明の実施の形態における座標算出部が傾き補正をした加速度データから作成した速度データをプロットした図である。 図１０は、本発明の実施の形態における座標算出部が速度データから作成した位置データ（Ｙ軸のみ）をプロットした図である。 図１１は、本発明の実施の形態におけるバリアフリー度判定装置の動作を示すフロー図である。 図１２は、本発明の実施の形態におけるバリアフリー度判定装置の動作を示すフロー図である。 図１３は、本発明の実施の形態におけるバリアフリー度判定装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態におけるバリアフリー度判定装置、バリアフリー度判定方法、及びプログラムについて、図１〜図１３を参照しながら説明する。

［装置構成］
最初に図１を用いて、本実施の形態におけるバリアフリー度判定装置の概略構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるバリアフリー度判定装置の概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施の形態におけるバリアフリー度判定装置１０は、加速度検出部１１と、座標算出部１２と、形状判定部１３とを備える。

加速度検出部１１は、低速移動体（図示しない）の３軸方向の加速度を検出する。

座標算出部１２は、加速度検出部１１によって検出された加速度に基づいて低速移動体の移動履歴を算出する。

形状判定部１３は、前記移動履歴に基づいて段差および傾斜の度合い、すなわち、路面形状を判定する。

このように、本実施の形態では、別途傾斜センサなどを用いることなく、加速度検出部１１によって低速移動体の３軸方向の加速度を検出し、その加速度から移動履歴を計算した上で路面形状を判定することができるので、従来のバリアフリー度判定装置よりも省電力である。

以下、図２〜図６を用いて、本実施の形態におけるバリアフリー度判定装置の具体的構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態におけるバリアフリー度判定装置の具体的構成を示すブロック図である。図３および図４は、本発明の実施の形態における加速度検出部を内蔵する携帯端末を低速移動体に搭載した状態を示す図である。図５および図６は、本発明の実施の形態における低速移動体が段差を通過する状態を示す図である。図７は、本発明の実施の形態における加速度検出部が一定期間内に検出した加速度データをプロットした図である。図８は、本発明の実施の形態における座標算出部が加速度データに傾き補正をした加速度データをプロットした図である。図９は、本発明の実施の形態における座標算出部が傾き補正をした加速度データから作成した速度データをプロットした図である。図１０は、本発明の実施の形態における座標算出部が速度データから作成した位置データ（Ｙ軸のみ）をプロットした図である。

図２に示すように、本実施の形態におけるバリアフリー度判定装置１０は、加速度検出部１１と、座標算出部１２と、形状判定部１３とを備える。

図３および図４に示すように、本実施の形態では、加速度検出部１１は、低速移動体２０に搭載され、低速移動体２０の３軸方向の加速度を検出する。低速移動体とは、例えば、車いす、ベビーカー、電動カートなどの低速で移動する車両を意味する。加速度検出部としては、例えば、機械的変位測定方式、振動式、光学式、半導体式（静電容量型、ピエゾ抵抗型、熱検知型など）の３軸加速度センサを用いることができる。なかでも、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いた半導体式加速度センサを用いるのがよい。特に、スマートフォン、タブレットなどの携帯端末３０に内蔵される加速度センサ１１を用いるのがよい。以下、主として、加速度検出部として携帯端末３０に内蔵される加速度センサを用いる場合について説明する。

座標算出部１２は、加速度検出部１１によって検出された加速度に基づいて低速移動体の移動履歴を算出する。以下、座標算出部１２において加速度に基づいて低速移動体の移動履歴を算出する方法について説明する。

図３および図４に示すように、加速度検出部１１は、低速移動体２０に搭載されるが、通常は、その水平位置が路面の水平と一致していないため、最初に傾き補正を行う。

ここで、低速移動体２０が水平な路面を移動し（図５（ａ）参照）、段差に乗り上げた後（図５（ｂ）参照）、水平な路面を移動し（図６（ａ）参照）、段差を降り（図６（ｂ）参照）、再び水平な路面を移動する（図６（ｃ）参照）場合を例にとって、座標算出部１２における低速移動体の移動履歴の算出方法について説明する。

まず、加速度検出部１１が検出した水平と路面の実際と水平との傾き角度をθ_hとし、そのときの加速度センサが検出した加速度値をA_hとする。A_hは、低速移動体２０が水平な路面上を移動しているときの加速度データの平均値から求めることができる。一方、実際に低速移動体２０が移動中に加速度検出部１１が検出した加速度値をA_rとし、そのときの角度をθ_rとし、重力加速度をgとする。

このとき、低速移動体２０の実際の加速度Ａは、Ｘ軸およびＹ軸については、

から求めることができる。一方、Ｚ軸については、

から求めることができる。

低速移動体２０の移動中に加速度検出装置１１が検出した３軸方向の加速度データは、それぞれ図７に示す挙動を示すが、これを上記の方法により傾き補正すると、３軸方向の加速度データは図８に示す挙動を示す。すなわち、図８に示すように、低速移動体２０が移動中に、路面の段差に乗り上げたときには、符号６１に示すように、Ｙ軸方向の加速度が急速に上がり、一定期間保持し、その後、急速に下がり、元の加速度に戻る。また、低速移動体２０が移動中に、路面の段差を降りるときには、符号６２に示すように、Ｙ軸方向の加速度が急速に下がり、一定期間保持し、その後、急速に上がり、元の加速度に戻る。以下、符号６１で示す区間を「立ち上がり区間」、符号６２で示す区間を「立ち下がり区間」と呼ぶ。

座標算出部１２は、以下に示すように、検出された加速度のデータから速度を算出する。

移動体の速度の差分Δvは、

から求めることができる。なお、a(t)は、Δt前の時間tにおける物体の加速度を示す。また、移動体の移動距離Δdは、

から求めることができる。なお、v(t)はΔt前の時間tにおける物体の速度を示す。よって、特定の時間ｔ_ｎにおける速度ｖ_ｎは、

から求めることができる。その結果を図９に示す。

以上により、立ち上がり区間６１および立ち下がり区間６２における低速移動体２０の速度を求めることができ、また、それ以外の区間における低速移動体２０の速度を０としたときの座標を求めることで段差の形状を求めることができる。なお、波形データを近似１階微分して得た微分値が、正の場合は立ち上がりエッジ、負の場合は立ち下がりエッジと判定することができる。

同様に、特定の時間ｔ_ｎにおける物体の座標ｐ_ｎは

から求めることができる。その結果を図１０に示す。

そして、本実施の形態における形状判定部１３は、座標算出部１２によって作成された移動履歴（図１０参照）から段差および傾斜の度合い、すなわち、路面形状を求めることができる。本実施の形態においては、路面の形状が凸形状であることが分かる。

このように、本実施の形態では、加速度検出部１１によって低速移動体の３軸方向の加速度を検出し、その加速度から移動履歴を計算した上で路面形状を判定することができるので、従来のバリアフリー度判定装置よりも高精度に路面形状を判定することができる。また、本実施の形態では、別途傾斜センサなどを用いなくてもよいので、省電力である。特に、携帯端末３０に内蔵される加速度センサを用いれば、ユーザは、従来よりもバリア情報を含む地図を入手しやすくなる。

図２に示すように、本実施の形態では、バリアフリー度判定装置１０がネットワーク５０を介して地図データベース４０に接続されている。そして、地図作成部１４が、形状判定部１３で作成された路面形状に関する情報を地図データベース４０から提供される地図情報に描き込むことにより、バリア情報を含む地図を作成する。そして、出力部１５によってバリア情報を含む地図を出力する。このとき、例えば、出力部１５は、バリア情報を含む地図を携帯端末３０に送信することが可能である。

［装置動作］
次に、本実施の形態におけるバリアフリー度判定装置１０の動作について図１１および図１２を用いて説明する。図１１および図１２は、本発明の実施の形態におけるバリアフリー度判定装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図１〜図１０を参酌する。また、本実施の形態では、バリアフリー度判定装置１０を動作させることによって、バリアフリー度判定方法が実施される。よって、本実施の形態におけるバリアフリー度判定方法の説明は、以下のバリアフリー度判定装置１０の動作説明に代える。

図１１に示すように、本実施の形態におけるバリアフリー度判定装置１０では、最初に、加速度検出部１１が、低速移動体２０の３軸方向の加速度を検出し（ステップＡ１）、座標算出部１２が、加速度検出部１１によって検出された加速度に基づいて低速移動体の移動履歴を算出し（ステップＡ２）、形状判定部１３が、前記移動履歴に基づいて段差および傾斜の度合い、すなわち、路面形状を判定する（ステップＡ３）。

本実施の形態では、別途傾斜センサなどを用いることなく、加速度検出部１１によって低速移動体の３軸方向の加速度を検出し、その加速度から移動履歴を計算した上で路面形状を判定することができるので、従来のバリアフリー度判定装置よりも省電力である。
続いて、図１２に示すように、本実施の形態におけるバリアフリー度判定装置１０では、形状判定部１３が判定した、路面形状に関する情報を地図情報に書き込み（ステップＡ４）、得られたバリア情報を含む地図を出力する（ステップＡ５）

本実施の形態では、加速度検出部１１によって低速移動体の３軸方向の加速度を検出し、その加速度から移動履歴を計算した上で路面形状を判定することができるので、従来のバリアフリー度判定装置よりも高精度に路面形状を判定することができる。また、本実施の形態では、別途傾斜センサなどを用いなくてもよいので、省電力である。特に、携帯端末３０に内蔵される加速度センサを用いれば、ユーザは、従来よりもバリア情報を含む地図を入手しやすくなる。

[プログラム]
本発明の実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図１１および図１２に示すステップを実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態におけるバリアフリー度判定装置１０とバリアフリー度判定方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、座標算出部１２および形状判定部１３、または更に、地図作成部１４および出力部１５として機能し、処理を行なう。

ここで、本実施の形態におけるプログラムを実行することによって、バリアフリー度判定装置１０を実現するコンピュータについて図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の実施の形態におけるバリアフリー度判定装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。

図１３に示すように、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１と、メインメモリ１１２と、記憶装置１１３と、入力インターフェイス１１４と、表示コントローラ１１５と、データリーダ／ライタ１１６と、通信インターフェイス１１７とを備える。これらの各部は、バス１２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。

ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３に格納された、本実施の形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１２０に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス１１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。

また、記憶装置１１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス１１４は、ＣＰＵ１１１と、キーボード及びマウスといった入力機器１１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ１１５は、ディスプレイ装置１１９と接続され、ディスプレイ装置１１９での表示を制御する。

データリーダ／ライタ１１６は、ＣＰＵ１１１と記録媒体１２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体１２０からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ１１０における処理結果の記録媒体１２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス１１７は、ＣＰＵ１１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。

また、記録媒体１２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記憶媒体、又はＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記憶媒体が挙げられる。

以上のように、本発明によれば、省電力で路面形状を判定することができる。

１０ バリアフリー度判定装置
１１ 加速度検出部
１２ 座標算出部
１３ 形状判定部
１４ 地図作成部
１５ 出力部
２０ 低速移動体
３０ 携帯端末
４０ 地図データベース
５０ ネットワーク
１１０ コンピュータ
１１１ ＣＰＵ
１１２ メインメモリ
１１３ 記憶装置
１１４ 入力インターフェイス
１１５ 表示コントローラ
１１６ データリーダ／ライタ
１１７ 通信インターフェイス
１１８ 入力機器
１１９ ディスプレイ装置
１２０ 記録媒体
１２１ バス

Claims (12)

1. 低速移動体の３軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、
   前記加速度に基づいて前記低速移動体の移動履歴を算出する座標算出部と、
   前記移動履歴に基づいて路面形状を判定する形状判定部と、
   を備える、バリアフリー度判定装置。
2. 前記加速度検出部が、携帯端末に内蔵される加速度センサである、
   請求項１に記載のバリアフリー度判定装置。
3. 前記座標算出部が、前記加速度検出部の傾斜を補正する、
   請求項２に記載のバリアフリー度判定装置。
4. 前記形状判定部が、前記移動履歴に基づいて段差および傾斜の度合いを判定する、
   請求項１から３までのいずれかに記載のバリアフリー度判定装置。
5. （ａ）低速移動体の３軸方向の加速度を検出するステップと、
   （ｂ）前記加速度に基づいて前記低速移動体の移動履歴を算出するステップと、
   （ｃ）前記移動履歴に基づいて路面形状を判定するステップと、
   を備えるバリアフリー度判定方法。
6. 前記（ａ）のステップで、携帯端末に内蔵される加速度センサを用いて加速度を検出する、
   請求項５に記載のバリアフリー度判定方法。
7. 前記（ｂ）のステップで、前記加速度検出部の傾斜を補正する、
   請求項６に記載のバリアフリー度判定方法。
8. 前記（ｃ）のステップで、前記移動履歴に基づいて段差および傾斜の度合いを判定する、
   請求項５から７までのいずれかに記載のバリアフリー度判定方法。
9. コンピュータに、
   （ａ）低速移動体の３軸方向の加速度を検出するステップと、
   （ｂ）前記加速度に基づいて前記低速移動体の移動履歴を算出するステップと、
   （ｃ）前記移動履歴に基づいて路面形状を判定するステップと、
   を実行させる、プログラム。
10. 前記（ａ）のステップで、携帯端末に内蔵される加速度センサを用いて加速度を検出する、
    請求項９に記載のプログラム。
11. 前記（ｂ）のステップで、前記加速度検出部の傾斜を補正する、
    請求項１０に記載のプログラム。
12. 前記（ｃ）のステップで、前記移動履歴に基づいて段差および傾斜の度合いを判定する、
    請求項９から１１までのいずれかに記載のプログラム。

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