JP2016212120A - ナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】誘導対象とりわけ電動カートが歩道の中心線上を移動するように誘導するナビゲーションシステムを提供する。【解決手段】ナビゲーションシステム１は、地図データと歩道の中心線の位置データとを記憶する記憶部４０と、電動カートの現在位置を取得するＧＰＳ部３１と、地図データに基づいて出発地から目的地まで導く歩道を経路として決定し、経路に沿って電動カートを誘導するナビゲーション部６２と、を備える。ナビゲーション部６２は、現在位置と歩道の中心線の位置データとに基づいて、経路に含まれる歩道の中心線上を移動するように電動カートを誘導する。【選択図】図２

Description

本発明は、ナビゲーションシステムに関する。

高齢者、身体障害者等が目的地へ移動する際に利用する移動手段として電動カートが知られている。電動カートの一例として、特許文献１には、ユーザが自分で操縦することなく、自律的に走行することができる移動体が開示されている。特許文献１の移動体は、移動体の位置をＧＰＳ（Global Positioning System）受信機で測位し、ＧＰＳ受信機で測位された移動体の位置と記憶装置に記憶されている走行経路とを比較し、移動体が記憶された走行経路を自律的に走行するように構成されている。

特開平１１−２９０３９０号公報

特許文献１の移動体は、出発地、目的地、交差点の緯度経度に基づいて作成された走行経路を走行するように構成されている。このため、特許文献１の移動体は、緯度経度が入力された交差点を順次通過するにとどまり、道路上のどの部分を走行するかは不明である。したがって、特許文献１の移動体は、車道のような道路の危険な部分を走行するおそれがある。とりわけ、特許文献１の移動体は、ハンドルを適切に操作して危険を回避することが困難な高齢者や身体障害者の利用が想定されるため、道路の危険な部分を走行するおそれがさらに高まる。

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、誘導対象とりわけ電動カートが歩道の中心線上を移動するように誘導するナビゲーションシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るナビゲーションシステムは、
地図データと歩道の中心線の位置データとを記憶する記憶手段と、
誘導対象の現在位置を取得する現在位置取得手段と、
前記地図データに基づいて出発地から目的地まで導く歩道を経路として決定し、前記経路に従って前記誘導対象を誘導する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記現在位置と前記歩道の中心線の位置データとに基づいて、前記経路に含まれる歩道の中心線上を移動するように前記誘導対象を誘導する。

前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶された前記経路上にある前記歩道の中心線の位置データを検索し、
検索された前記歩道の中心線の位置データが示す位置を通過するように前記誘導対象を誘導してもよい。

前記記憶手段は、歩道の中心線に沿って複数の前記歩道の中心線の位置データを記憶しており、
前記制御手段は、前記記憶手段から前記経路上にある前記歩道の中心線の位置データを読み込み、読み込んだ前記歩道の中心線の位置データが示す位置を前記誘導対象が順次通過するように誘導してもよい。

前記制御手段は、
前記誘導対象が歩道の中心線上にあるかどうかを判定し、
前記誘導対象が歩道の中心線上にないと判定する場合、前記誘導対象の現在位置に最も近い位置にある前記歩道の中心線の位置データを検索し、検索された前記歩道の中心線の位置データに対応する位置に前記誘導対象を誘導してもよい。

歩道の段差を検出する段差検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記段差検出手段により検出された段差を回避するように前記誘導対象を誘導してもよい。

本発明によれば、制御手段は、現在位置と歩道の中心線の位置データとに基づいて、経路に含まれる歩道の中心線上を移動するように誘導対象を誘導する。このため、誘導対象とりわけ電動カートが歩道の中心線上を移動するように誘導するナビゲーションシステムを提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る電動カートを示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るナビゲーションシステムの機能を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る電動カートが走行する経路を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る歩道中心線データテーブルを示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る電動カートの走行方向を調整する処理を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る電動カートを出発地から目的地へ誘導するナビゲーション処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る電動カートを現在位置から目標ポイントへ誘導する目標ポイント移動処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る電動カートを示す正面図である。

以下、本発明の実施形態に係るナビゲーションシステムについて図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態においては、理解を容易にするためにナビゲーションシステムを電動カートに適用した例を示しているが、本発明のナビゲーションシステムは、電動カート以外の車両、視覚障害者のための歩行支援装置等にも適用できる。なお、各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付している。

（第１の実施形態）
電動カート１００の側面図である図１に示すように、電動カート１００は、フレーム１０１、前輪１０２、後輪１０３、シャフト１０４、モータ１０５、１０６、ハンドル１０７、操作部１０８を備えている。フレーム１０１の進行方向前側の左右には、それぞれ独立して回転可能な前輪１０２が支持されている。また、フレーム１０１の進行方向後側の左右にも、回転可能な後輪１０３が支持されている。左右の後輪１０３は互いにシャフト１０４により連結されている。シャフト１０４は、フレーム１０１に回転可能に支持されている。

左右の前輪１０２は、フレーム１０１に対して左右方向に揺動可能に支持されている。左右の前輪１０２には、それぞれタイロッド（図示せず）の両端が接続されている。タイロッドは、ラック及びピニオン（図示せず）を介してモータ１０５に接続され、モータ１０５の回転により左右方向に移動する。上記のように構成されているため、電動カート１００は、モータ１０５を回転させてタイロッドを左右方向に移動させることにより、左右の前輪１０２をフレーム１０１に対して左右方向に揺動させ、進行方向を調整できる。

フレーム１０１は、後輪１０３を駆動するためのモータ１０６を支持している。モータ１０６は、シャフト１０４にギア（図示せず）を介して駆動力を伝達可能に接続されている。このため、モータ１０６を回転させてシャフト１０４を回転させると、その回転が左右の後輪１０３に伝達され、電動カート１００を前後方向に移動できる。モータ１０５、１０６は、それぞれナビゲーションシステム１により回転を制御される。

電動カート１００は、ユーザが電動カート１００の進行、後退、左右への旋回、停止を自分で操作するためのハンドル１０７を備えている。ハンドル１０７には、ハンドル１０７の操作力を検出するセンサ（図示せず）が取り付けられている。また、ハンドル１０７には、ユーザがナビゲーションシステム１を操作するための操作部１０８が設けられている。

電動カート１００は、ナビゲーションシステム１の指示に基づいて、電動カート１００が走行を開始する地点である出発地から、電動カート１００を最終的に到達させる地点である目的地へ向けて自律的に走行する。また、ハンドル１０７に設けられたセンサがハンドル１０７の操作力を検出すると、電動カート１００は、ユーザによるハンドル操作を優先させ、電動カート１００の自律的な走行を停止する。

次に、図２に示すブロック図を参照して、電動カート１００に搭載されるナビゲーションシステム１の機能について説明する。ナビゲーションシステム１は、機能的には、指示受付部１０、出力部２０、通信部３０、記憶部４０、駆動部５０、制御部６０を備えている。指示受付部１０、出力部２０、通信部３０、記憶部４０、駆動部５０は、内部バス（図示せず）を介して制御部６０に接続されている。

指示受付部１０は、ユーザが電動カート１００の経路を作成するのに必要な指示を受け付ける。指示受付部１０はマイク１１、押しボタン１２を備えている。マイク１１は、ユーザの音声による目的地等に関する情報入力を受け付ける。押しボタン１２は、ユーザの操作による目的地の候補、出発地から目的地への経路等の選択、承認を受け付ける。マイク１１及び押しボタン１２は、いずれも電動カート１００の操作部１０８に取り付けられている。

出力部２０は、ユーザにナビゲーションシステム１からの情報を通知する。出力部２０は、スピーカ２１、モニタ２２を備えている。スピーカ２１は、目的地までの経路、信号機の表示色、前方の障害物及び人に関する情報等を音声でユーザに通知する。モニタ２２は、スピーカ２１から出力されるのと同一の情報を表示する。スピーカ２１及びモニタ２２は、いずれも電動カート１００の操作部１０８に設けられている。

通信部３０は、ナビゲーションシステム１と外部との間で信号の送受信を行う。通信部３０は、ＧＰＳ部３１、超音波送受信部３２、赤外線送受信部３３を備えている。ＧＰＳ部３１は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、電動カート１００の現在位置、すなわち電動カート１００が現時点で実際に存在する位置を検出する。ＧＰＳ部３１は、電動カート１００の現在位置を示す位置データ（経度ｘ、緯度ｙ）を制御部６０に通知する。

超音波送受信部３２は、超音波を電動カート１００の進行方向に送信し、反射波を受信することにより、前方にある障害物を検出する。超音波送受信部３２は、超音波の発信から反射波の受信までに要した時間に基づいて前方の障害物までの距離を計測し、障害物までの距離が所定の距離以下である場合には、前方に障害物がある旨を制御部６０に通知する。

赤外線受信部３３は、電動カート１００の前方に取り付けられ、人体から放射される赤外線を受信することにより、前方にいる人間を検出する。赤外線受信部３３は、前方の人間を検出した場合、前方に人間がいる旨を制御部６０に通知する。

記憶部４０は、プログラム４１、地図データベース４２、歩道データベース４３を記憶する。

地図データベース４２は、全国を網羅したナビゲーション用の地図データを格納するデータベースである。地図データには、道路における歩道の有無を示す情報、交差点における信号の有無を示す情報等が含まれている。

歩道データベース４３は、歩道の中心線の位置データを格納するデータベースである。歩道の中心線の位置データは、図３に示すように、歩道の中心線ＣＬ上に一定の間隔（例えば、１ｍ間隔）でプロットされた複数のポイントのそれぞれの位置を示す位置データにより構成される。歩道の中心線ＣＬは、歩道の幅員の中心を長さ方向に結んだ線である。

歩道の中心線の位置データは、図４に示すように、歩道の中心線ＣＬ上の各ポイントを識別するための「ポイントＰ」と、このポイントＰの位置を示す「位置データ」とを対応付けて構成された歩道中心線データテーブルに格納されている。位置データは、経度ｘおよび緯度ｙで構成される座標（ｘ、ｙ）で表される。

図２を再び参照すると、駆動部５０は、モータドライバ５１、方位計５２を備えている。モータドライバ５１は、制御部６０からの指示に基づいて、モータ１０５、１０６に必要な電力を供給する。また、方位計５２は、電動カート１００が現時点で実際に走行している方位を測定し、測定された方位を制御部６０に通知する。

制御部６０は、記憶部４０に記憶されているプログラム４１を実行する。制御部６０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含むプロセッサで構成される。制御部６０は、音声処理部６１、ナビゲーション部６２を備えている。

音声処理部６１は、マイク１１から取得した音声信号をテキストデータに変換し、ナビゲーション部６２に提供する。また、ナビゲーション部６２から取得したテキストデータを音声信号に変換し、スピーカ２１に提供する。

ナビゲーション部６２は、指示受付部１０、通信部３０、記憶部４０、駆動部５０から受信した信号に基づいて電動カート１００の走行を誘導する。より詳細には、ナビゲーション部６２は、音声処理部６１から供給されたテキストデータの内容に該当する地点を地図データベース４２から検索して、目的地に設定する。また、ナビゲーション部６２は、ＧＰＳ部３１から電動カート１００の出発地を取得する。さらに、ナビゲーション部６２は、地図データベース４２にアクセスし、出発地から目的地への経路を決定する。

ナビゲーション部６２は、出発地から目的地への経路を決定すると、その経路に従って歩道の中心線ＣＬに沿って走行するように電動カート１００を誘導する。このとき、ナビゲーション部６２は、ＧＰＳ部３１、方位計５２から取得した情報に基づいて、電動カート１００が経路に従って歩道の中心線ＣＬに沿って走行しているか判断する。

ナビゲーション部６２は、図５に示すように、現在位置ＣＰ（ｘ_ｃ、ｙ_ｃ）に位置する電動カート１００が本来走行すべき方向Ｄ１と基準線ＢＬとがなす角度θ_１と、方位計５２により測定される電動カート１００が実際に走行している方向Ｄ２と基準線ＢＬとがなす角度θ_２とを求める。そして、ナビゲーション部６２は、角度θ_１と角度θ_２の角度差Δθ＝θ_２−θ_１を算出し、この角度差Δθがゼロとなるようにモータドライバ５１を制御する。ここで、基準線ＢＬは、電動カート１００の現在位置ＣＰにおける磁北線（磁北の方角を示す線）である。

次に、ナビゲーションシステム１の動作について説明する。理解を容易にするために、電動カート１００が図３に示す経路を走行するものとして説明する。

まず、ナビゲーションシステム１を用いて出発地Ｐ_０から目的地までの経路を作成する処理について説明する。

ユーザは、駐車場等に駐車された電動カート１００に搭乗し、ナビゲーションシステム１の電源をＯＮにする。すると、ナビゲーションシステム１は、目的地を設定するように促す音声メッセージをスピーカ２１から出力する。ナビゲーションシステム１は、音声メッセージに応答してユーザから発せられた目的地を表す音声をマイク１１を介して受け付ける。マイク１１は受け付けた音声を音声信号に変換して音声処理部６１に出力する。音声処理部６１は、マイク１１から取得した音声信号から目的地を認識してテキストデータに変換し、ナビゲーション部６２に通知する。

ナビゲーション部６２は、通知されたテキストデータをキーにして、地図データベース４２から目的地の候補を検索する。その後、モニタ２２は、地図データベース４２から検索された目的地の候補を表示する。また、ナビゲーション部６２は、音声処理部６１に対して目的地を選択するようユーザに促すメッセージを発するように指示する。すると、スピーカ２１は、目的地を選択するように促すメッセージを出力する。ユーザにより押しボタン１２が押下され、目的地の候補から１つが選択されると、ナビゲーション部６２は、ＧＰＳ部３１を介して、出発地Ｐ_０の位置データ（ｘ_０、ｙ_０）を取得する。

出発地Ｐ_０及び目的地が特定されると、ナビゲーション部６２は、電動カート１００の出発地Ｐ_０から目的地に至る経路を作成する。経路は、地図データベース４２を参照して、信号のある交差点や歩道が設けられている道路をできるだけ走行するように作成される。モニタ２２は、地図上に作成された経路を表示する。ユーザにより押しボタン１２が押下され、出発地Ｐ_０から目的地に至る経路が承認されると、ナビゲーション部６２は、経路に基づく電動カート１００のナビゲーションを開始する。

次に、図６のフローチャートを参照して、ナビゲーション部６２が実行する、電動カート１００を出発地Ｐ_０から目的地へ誘導するナビゲーション処理について説明する。

ナビゲーション部６２は、まず、ＧＰＳ部３１から電動カート１００の出発地Ｐ_０の位置データ（ｘ_０、ｙ_０）を取得する（ステップＳ１０１）。ナビゲーション部６２は、ユーザが経路を承認したことを確認すると、ＧＰＳ部３１により取得された出発地Ｐ_０の位置データ（ｘ_０、ｙ_０）が歩道の中心線ＣＬ上にあるかどうかを判定する（ステップＳ１０２）。具体的には、ナビゲーション部６２は、出発地Ｐ_０の位置データ（ｘ_０、ｙ_０）が、図４に示す歩道データベース４３に記憶された歩道中心線データテーブル内にあるか否かに応じて、歩道の中心線ＣＬ上にあるかどうかを判定する。出発地Ｐ_０が歩道の中心線ＣＬ上にある場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ナビゲーション部６２は、ステップＳ１０６に処理を進める。

一方、出発地Ｐ_０が歩道の中心線ＣＬ上にない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ナビゲーション部６２は、歩道データベース４３の歩道中心線データテーブルを参照して、出発地Ｐ_０から最も近い歩道の中心線ＣＬ上のポイントＰを特定し、特定したポイントＰを目標ポイントＴＰとして選択する（ステップＳ１０３）。例えば、図３に示す経路において、出発地Ｐ_０にいる電動カート１００の目標ポイントＴＰは歩道の中心線ＣＬ上のポイントＰ_１であり、その位置データは（ｘ_１、ｙ_１）である。

ナビゲーション部６２は、出発地Ｐ_０から目標ポイントＴＰに向けて電動カート１００の走行を開始する前に、出発地Ｐ_０から歩道の中心線ＣＬに向けて移動する旨の音声メッセージをスピーカ２１に出力させ、ユーザに通知する（ステップＳ１０４）。その後、ナビゲーション部６２は、電動カート１００を誘導して出発地Ｐ_０から目標ポイントＴＰに移動させるために目標ポイント移動処理を実行する（ステップＳ１０５）。

ここで、図７のフローチャートを参照して、ナビゲーション部６２が実行する目標ポイント移動処理について説明する。目標ポイント移動処理は、電動カート１００を現在位置ＣＰから目標ポイントＴＰへ誘導して移動させるための処理である。

ナビゲーション部６２は、目標ポイント移動処理を開始すると、まず、現在位置ＣＰから目標ポイントＴＰに電動カート１００の誘導を開始する（ステップＳ２００）。続いて、ナビゲーション部６２は、電動カート１００の誘導を開始してから約１秒後に、ＧＰＳ部３１から電動カート１００の現在位置ＣＰの位置データ（ｘ_ｃ、ｙ_ｃ）を取得する（ステップＳ２０１）。例えば、図３に示す経路において、ナビゲーション部６２が誘導を開始してから約１秒後の電動カート１００は、出発地Ｐ_０と目標ポイントＰ_１との間の現在位置ＣＰに位置する。

ナビゲーション部６２は、現在位置ＣＰから目標ポイントＰ_１に移動するために本来走行すべき方向Ｄ１と基準線ＢＬとがなす角度θ_１を算出する（ステップＳ２０２）。ナビゲーション部６２は、図５に示すように、現在位置ＣＰの位置データ（ｘ_ｃ、ｙ_ｃ）と目標ポイントＴＰの位置データ（ｘ_ｔ、ｙ_ｔ）とに基づいて方向Ｄ１を求め、角度θ_１を算出する。

ナビゲーション部６２は、方位計５２から取得した電動カート１００が実際に走行している方向Ｄ２と基準線ＢＬとがなす角度θ_２を算出する（ステップＳ２０３）。

続いてナビゲーション部６２は、ステップＳ２０２、Ｓ２０３において算出した角度θ_１と角度θ_２との角度差Δθ＝θ_２−θ_１を算出する（ステップＳ２０４）。

ナビゲーション部６２は、角度差Δθ＝０であるかどうかを判定する（ステップＳ２０５）。角度差Δθ＝０の場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ナビゲーション部６２は、ステップＳ２０７に処理を進める。一方、例えば、図５に示すように、角度差Δθ＝０でない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ナビゲーション部６２は、角度差Δθがゼロとなるように電動カート１００のモータ１０５を制御する（ステップＳ２０６）。Δθ＝０となるためには、電動カート１００が実際に走行している方向Ｄ２を調整する必要がある。ナビゲーション部６２は、モータドライバ５１を制御し、モータ１０５を回転させて前輪１０２を左右に旋回させることにより、方向Ｄ２を調整する。

電動カート１００の現在位置ＣＰを測定してから約１秒後に、ナビゲーション部６２は、ＧＰＳ部３１から再び現在位置ＣＰの位置データ（ｘ_ｃ、ｙ_ｃ）を取得する（ステップＳ２０７）。

次に、ナビゲーション部６２は、取得した現在位置ＣＰの位置データ（ｘ_ｃ、ｙ_ｃ）に基づいて電動カート１００が目標ポイントＴＰに到達したかどうかを判定する（ステップＳ２０８）。電動カート１００が目標ポイントＴＰに到達した場合（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、ナビゲーション部６２は、処理をリターンする。

一方、電動カート１００が目標ポイントＴＰに到達していない場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、ナビゲーション部６２は、ステップＳ２０２に処理を戻す。電動カート１００が目標ポイントＴＰに到着するまでステップＳ２０２〜Ｓ２０８の処理を繰り返すことにより、電動カート１００は目標ポイントＴＰに誘導される。

図６に示すフローチャートを参照して、ナビゲーション処理の説明に戻り、ステップＳ１０５の処理を実行した後、または、ステップＳ１０２においてＹＥＳと判定した場合、ナビゲーション部６２は、現在位置ＣＰが目的地であるかどうかを判定する（ステップＳ１０６）。例えば、図３に示す経路において、電動カート１００が歩道の中心線ＣＬ上のポイントＰ_１にある場合、現在位置Ｐ_１は目的地ではないため、ナビゲーション部６２は、現在位置ＣＰが目的地ではないと判定する。

現在位置ＣＰが目的地である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ナビゲーション部６２は、ナビゲーション処理を終了する。一方、現在位置ＣＰが目的地でない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ナビゲーション部６２は、音声処理部６１を制御して、ユーザに経路に沿って走行する旨の音声メッセージをスピーカ２１に出力させ、ユーザに通知する（ステップＳ１０７）。そして、ナビゲーション部６２は、歩道データベース４３にアクセスして、現在位置ＣＰに最も近い、経路に含まれる歩道の中心線ＣＬ上のポイントＰを検索し、検索された歩道の中心線ＣＬ上のポイントＰを目標ポイントＴＰとして選択する（ステップＳ１０８）。例えば、図３に示す経路において、電動カート１００が歩道の中心線ＣＬ上のポイントＰ_１にある場合、現在位置Ｐ_１に最も近い、経路に含まれる歩道の中心線ＣＬ上のポイントＰはポイントＰ_２であるため、ポイントＰ_２が目標ポイントＴＰとして選択される。

ステップＳ１０８の処理を実行した後、ナビゲーション部６２は、電動カート１００を誘導して現在位置ＣＰから目標ポイントＴＰに移動させるために目標ポイント移動処理を実行する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９において実行される目標ポイント移動処理は、図７のフローチャートを参照して前述した電動カート１００を出発地Ｐ_０から目標位置ＴＰに移動させるために実行される目標ポイント移動処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ１０９の処理を実行した後、ナビゲーション部６２は、現在位置ＣＰが目的地であるかどうかを判定する（ステップＳ１１０）。例えば、図３に示す経路において、電動カート１００が歩道の中心線ＣＬ上のポイントＰ_２にある場合、現在位置Ｐ_２は目的地ではないため、ナビゲーション部６２は、現在位置ＣＰが目的地ではないと判定する。

現在位置ＣＰが目的地である場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ナビゲーション部６２は、ナビゲーション処理を終了する。一方、現在位置ＣＰが目的地でない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ナビゲーション部６２は、処理をステップＳ１０８に戻す。電動カート１００が目的地に到着するまでステップＳ１０８〜Ｓ１１０の処理を繰り返すことにより、電動カート１００は目的地に誘導される。

ナビゲーション部６２がナビゲーション処理を実行中、すなわち、電動カート１００を誘導している最中、超音波送受信部３２は常時作動しており、前方にある障害物を検出するとナビゲーション部６２にその旨を通知する。また、赤外線受信部３３も常時作動しており、前方にいる人を検出するとナビゲーション部６２にその旨を通知する。通知を受けたナビゲーション部６２は、ナビゲーション処理あるいは目標ポイント移動処理を中止し、前方にある障害物又は人を回避するようモータドライバ５１を制御する。障害物又は人の回避が終了すると、ナビゲーション部６２は、ナビゲーション処理又は目標ポイント移動処理を最初から実行し、歩道の中心線ＣＬ上を自律的に走行するように電動カート１００を誘導する。

道路に歩道が存在しない場合、ナビゲーション部６２は、ナビゲーション処理あるいは目標ポイント移動処理を進めることができない。そこで、地図データベース４２からの情報に基づいて、歩道が存在せず、自律的な走行が不能である旨の音声メッセージをスピーカ２１から出力し、ユーザに通知する。また、モニタ２２上にも同様のメッセージを表示する。この場合、ユーザは、自らハンドル１０７を操作して、電動カート１００を運転する。

以上説明したように、本発明の実施形態１に係るナビゲーションシステム１は、ナビゲーション部６２により出発地Ｐ_０から目的地に向かう電動カート１００が経路上にある歩道の中心線ＣＬ上を走行するよう誘導できる。このため、電動カート１００が歩道の中心線上を移動するように誘導するナビゲーションシステムを提供することができる。

（第２の実施形態）
図８を参照して、本発明の第２の実施形態に係るナビゲーションシステム１’について説明する。第２の実施形態に係るナビゲーションシステム１’の基本的な構成は、第１の実施形態に係るナビゲーションシステム１と同一であるが、通信部３０に歩道等の段差を検出する段差検出部３４を設けた点で、第１の実施形態に係るナビゲーションシステム１と異なる。

段差検出部３４は、電動カート１００から歩道の路面までの距離を測定するレーザ測位計である。レーザ測位計は、歩道の表面に向けてレーザ光を出射し、歩道の表面で反射したレーザ光を受光することで、レーザ測位計と歩道の表面との間の距離を測定する。段差検出部３４は、電動カート１００の側面図である図８に示すように、前輪１０２の歩道との接地面よりも進行方向前方に位置するようにフレーム１０１の底部に固定されている。段差検出部３４を前輪１０２の歩道との接地面よりも進行方向前方に固定するため、フレーム１０１は、第１の実施形態のフレーム１０１よりも前方に延出している。

段差検出部３４と歩道との間の距離が電動カート１００の段差走行性能に応じて設定された閾値（例えば、約５ｃｍ）よりも大きい場合、ナビゲーション部６２は、歩道に走行不能な段差があると判断する。この場合、ナビゲーション部６２は、経路の近傍にある段差が閾値以下の部分を探索し、その部分を通過した後、元の経路に戻るように電動カート１００の走行を誘導する。一方、段差検出部３４と歩道との距離が閾値より大きくない場合、ナビゲーション部６２は、経路上に走行不能な段差がないと判断する。この場合、ナビゲーション部６２は、経路に沿って電動カート１００の走行を誘導する。

歩道の段差には、歩道自体に存在するアスファルト欠損部、排水溝、陥没部のみならず、交差点における歩道と車道の境界部も含まれる。電動カート１００は、段差検出部３４により閾値よりも大きな段差を回避するため、交差点における歩道と車道の境界部のうち、なだらかなスロープとして形成された部分を優先して走行する。

以上説明したように、本発明の第２の実施形態においては、段差検出部３４を備えているため、電動カート１００が歩道の危険な段差を走行することがない。このため、電動カート１００が歩道の危険な段差にて転倒することを防止できる。

なお、上記の実施形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。

上記実施の形態においては、ナビゲーション部６２は、角度θ_１と角度θ_２の差がゼロとなるように電動カート１００の走行を誘導していたが、本発明はこのようなものに限定されない。例えば、ナビゲーション部６２は、補間法を用いて歩道の中心線ＣＬ上のポイントＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４、・・・、Ｐ_ｎを通過し得る関数を求め、この関数に基づいて中心線ＣＬ上のその他の任意のポイントを特定し、特定した任意のポイントを順次通過するように電動カート１００の走行を誘導してもよい。

上記実施の形態においては、マイク１１及びスピーカ２１は操作部１０８に取り付けられているが、本発明はこのようなもの限定されない。例えば、電動カート１００においては、操作部１０８とは別体である、マイク１１及びヘッドホンを一体に備えるヘッドセットを採用してもよい。

上記実施の形態においては、指示受付部１０としてマイク１１及び押しボタン１２を、出力部２０としてスピーカ２１及びモニタ２２を例示しているが、本発明はこのようなものに限定されない。例えば、指示受付部１０及び出力部２０を１つのタッチパネルから構成し、タッチパネルが指示を受け付けたり、タッチパネルに各種情報を表示したりしてもよい。

上記実施の形態では、ＧＰＳ部３１により電動カート１００の現在位置を取得していたが、本発明はこのようなものに限定されない。例えば、ＧＰＳ部３１にジャイロ、加速センサ等を組み合わせ、現在位置をより高精度に取得してもよい。

上記実施の形態では、約１秒の間隔で現在位置ＣＰの位置データ（ｘ_ｃ、ｙ_ｃ）を取得しているが、本発明はこのようなものに限定されない。電動カート１００の現在位置ＣＰの位置データ（ｘ_ｃ、ｙ_ｃ）を取得する間隔は、電動カート１００の走行速度、通信部３０の通信速度、制御部６０の処理能力等に応じて適宜設定してもよい。

上記実施の形態では、ナビゲーション部６２が経路を求める例を示したが、本発明はこのようなものに限定されない。例えば、スマートフォン、サーバ等の外部機器が求めた経路を記憶部４０にダウンロードし、ダウンロードされた経路に沿って電動カート１００を誘導してもよい。

さらに変形例として、通信部３０には、交通信号情報を電波で送信する機能を有する信号機から電波を受信することができる交通信号受信部を設けてもよい。交通信号情報とは、信号機が青信号、黄信号、赤信号のいずれであるかを示す情報である。交通信号受信部が青信号であることを示す電波を受信すると、ナビゲーション部６２は電動カート１００の走行を許可し、交通信号受信部が赤信号、黄信号であることを示す電波を受信すると、ナビゲーション部６２は交差点の手前で電動カート１００を停止させる。

上記変形例に関連して、交通信号情報を電波で送信する機能を有しない信号機が設置された交差点又は信号機が設置されていない交差点に電動カート１００が接近した場合、ナビゲーション部６２は、このような交差点に近づいたことを地図データベース４２に基づいて判別してもよい。この場合、音声処理部６１に指示をして、ユーザに注意を促す音声メッセージをスピーカ２１から通知させてもよい。

上記変形例では、電動カート１００の交通信号受信部が信号機から交通信号情報を直接受信していたが、本発明はこのようなものに限定されない。各信号機が生成する交通信号情報を全てサーバに記憶し、交通信号受信部は必要に応じてサーバから交通信号情報を受信するように構成してもよい。
例えば、走行中の電動カート１００が信号機の手前で安全に停止できる限界の位置に差し掛かったとき、交通信号受信部は、サーバから該当する信号機の交通信号情報を受信する。受信した交通信号情報が赤信号又は黄信号を示す場合、ナビゲーション部６２は、電動カート１００が信号機の手前で停止するようにモータ１０６を制御する。

上記変形例に関連して、ナビゲーションシステム１を視覚障害者の歩行支援器具に適用する場合、視覚障害者が信号機のある横断歩道に差し掛かったとき、交通信号受信部は、サーバから該当する信号機の交通信号情報を受信する。交通信号情報が赤信号又は黄信号を示す場合、ナビゲーション部６２は、信号機が赤信号又は黄信号である旨の音声メッセージをスピーカ２１から出力させる。

上記実施の形態では、電動カート１００は、ＧＰＳ信号を受信し、電動カート１００の現在位置ＣＰを検出するＧＰＳ部３１を備えていたが、本発明はこのようなものに限定されない。他の車両のＧＰＳ信号を全てサーバに記憶するよう構成し、電動カート１００のＧＰＳ部３１が必要に応じてサーバから他の車両のＧＰＳ信号を取得し、他の車両の現在位置ＣＰを検出するように構成してもよい。
例えば、電動カート１００が駐車場等から道路に向けて走行を開始しようとする場合、ＧＰＳ部３１は、電動カート１００の現在位置ＣＰから所定の範囲内（例えば、現在位置ＣＰの周囲約５００ｍの範囲内）を走行する全ての車両のＧＰＳ信号をサーバから取得する。ナビゲーション部６２は、サーバから取得した他の車両のＧＰＳ信号に基づいて、電動カート１００が他の車両と衝突する可能性があるか否かを判定する。そして、他の車両との衝突の可能性がないと判定される場合、ナビゲーション部６２は、電動カート１００が駐車場等から道路に向けて走行を開始するようにモータ１０５、１０６を制御する。このような他の車両のＧＰＳ信号を用いたナビゲーションシステム１、１’は、電動カート１００等の車両が交差点を右折する場合に他の車両との衝突を回避するために用いてもよい。

上記変形例に関連して、ナビゲーションシステム１を視覚障害者の歩行支援器具に適用する場合、視覚障害者が横断歩道に差し掛かったとき、ＧＰＳ部３１は、サーバから各車両のＧＰＳ信号を受信して、横断歩道から所定の範囲内（例えば、横断歩道の周囲約５００ｍの範囲内）を走行する車両の有無を判定する。そして、横断歩道から所定の範囲内を走行する車両が存在しない場合、ナビゲーション部６２は、横断歩道が横断可能である旨の音声メッセージをスピーカ２１から出力させる。
交差点に交通信号情報を提供する信号機が設置されている場合、ナビゲーション部６２は、交通信号情報が青信号を示し、横断歩道から所定の範囲内を走行する車両が存在しないとき、横断歩道が横断可能である旨の音声メッセージをスピーカ２１から出力させる。

上記の実施形態では、ナビゲーションシステム１の誘導対象として電動カート１００を選択した例を示したが、本発明はこのようなものに限定されない。例えば、本発明のナビゲーションシステム１を視覚障害者の歩行支援装置に適用してもよい。また、本発明のナビゲーションシステム１を自動車に適用し、自動車が車道の中心線に沿って走行するよう誘導してもよい。

１、１’ ナビゲーションシステム
１０ 指示受付部
１１ マイク
１２ 押しボタン
２０ 出力部
２１ スピーカ
２２ モニタ
３０ 通信部
３１ ＧＰＳ部
３２ 超音波送受信部
３３ 赤外線受信部
３４ 段差検出部
４０ 記憶部
４１ プログラム
４２ 地図データベース
４３ 歩道データベース
５０ 駆動部
５１ モータドライバ
５２ 方位計
６０ 制御部
６１ 音声処理部
６２ ナビゲーション部
１００ 電動カート
１０１ フレーム
１０２ 前輪
１０３ 後輪
１０４ シャフト
１０５、１０６ モータ
１０７ ハンドル
１０８ 操作部
ＢＬ 基準線
ＣＬ 中心線
Ｐ_０ 出発地
Ｐ、Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４ ポイント
ＣＰ 現在位置
ＴＰ 目標ポイント

Claims (5)

1. 地図データと歩道の中心線の位置データとを記憶する記憶手段と、
   誘導対象の現在位置を取得する現在位置取得手段と、
   前記地図データに基づいて出発地から目的地まで導く歩道を経路として決定し、前記経路に従って前記誘導対象を誘導する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記現在位置と前記歩道の中心線の位置データとに基づいて、前記経路に含まれる歩道の中心線上を移動するように前記誘導対象を誘導するナビゲーションシステム。
2. 前記制御手段は、
   前記記憶手段に記憶された前記経路上にある前記歩道の中心線の位置データを検索し、
   検索された前記歩道の中心線の位置データが示す位置を通過するように前記誘導対象を誘導する、
   請求項１に記載のナビゲーションシステム。
3. 前記記憶手段は、歩道の中心線に沿って複数の前記歩道の中心線の位置データを記憶しており、
   前記制御手段は、前記記憶手段から前記経路上にある前記歩道の中心線の位置データを読み込み、読み込んだ前記歩道の中心線の位置データが示す位置を前記誘導対象が順次通過するように誘導する、
   請求項２に記載のナビゲーションシステム。
4. 前記制御手段は、
   前記誘導対象が歩道の中心線上にあるかどうかを判定し、
   前記誘導対象が歩道の中心線上にないと判定する場合、前記誘導対象の現在位置に最も近い位置にある前記歩道の中心線の位置データを検索し、検索された前記歩道の中心線の位置データに対応する位置に前記誘導対象を誘導する、
   請求項２又は３に記載のナビゲーションシステム。
5. 歩道の段差を検出する段差検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記段差検出手段により検出された段差を回避するように前記誘導対象を誘導する、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のナビゲーションシステム。

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