JP2017099607A - Step detection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a step detection device capable of highly accurately detecting a step on a road surface.SOLUTION: The step detection device includes: a pitch rate acquisition part 11 for acquiring a first pitch rate when front wheels 101 of a wheel chair 100 pass through a travel surface, and a second pitch rate when rear wheels 102 of the wheelchair 100 pass through the position where the first pitch rate is acquired; a correction part 12 for correcting the first pitch rate and the second pitch rate acquired by the pitch rate acquisition part 11, by a travel speed of the wheelchair 100; and a step detection part 13 for detecting a step on the basis of a first pitch change and a second pitch change as results corrected by the correction part 12.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、走行面上の段差を検出する段差検出装置に関する。   The present invention relates to a level difference detection device that detects a level difference on a running surface.

走行面の段差等を示して、車椅子等の利用者が通行しやすいルートを分かり易く表示したバリアフリーマップが作成されている。このようなバリアフリーマップは、人手により段差等の調査が行われており、手間と時間とコストがかかるため、バリアフリーマップが作成されているのは一部の街だけであった。   A barrier-free map has been created that shows the steps on the running surface and the like, and displays easily accessible routes for wheelchair users. Such a barrier-free map is manually surveyed for steps, etc., and it takes labor, time and cost. Therefore, the barrier-free map has been created only in some cities.

また、人手による調査のために、バリアフリーマップの更新も頻繁に行うことが困難である。そのため、例えば道路工事等の走行面の状態の変化がバリアフリーマップには反映されないことがあり、実際の走行面の状態とかけ離れているということもあった。   In addition, it is difficult to frequently update the barrier-free map for manual investigation. For this reason, for example, a change in the state of the traveling surface such as road construction may not be reflected in the barrier-free map, and may be far from the actual state of the traveling surface.

このような問題に対して、自動的に段差等を検出する装置等が提案されている。例えば、特許文献1には、携帯端末の角速度センサで利用者が歩行中の角速度を検出し、予め記憶しておいた平坦な場所の角速度データと比較し、差異が大きければ階段の段差と判断し、段差の情報と位置をセンタに送信することが記載されている。   In response to such a problem, an apparatus for automatically detecting a step or the like has been proposed. For example, in Patent Document 1, the angular velocity sensor of the portable terminal detects the angular velocity while the user is walking and compares it with the angular velocity data of a flat place stored in advance. However, it is described that the information and position of the step are transmitted to the center.

また、特許文献2には、3Dジャイロスコープで算出する車両が走行中の道路の勾配角が所定の値よりも大きい場合は、急な段差と判定し、段差と判定した地点を登録することが記載されている。   Further, in Patent Document 2, when the road angle of the road on which the vehicle calculated by the 3D gyroscope is larger than a predetermined value, it is determined as a steep step and a point determined as a step can be registered. Have been described.

また、特許文献3には、車椅子に振動検出手段と傾斜検出手段を設け、移動した際の路面の凹凸と傾斜を位置情報とともにサーバにアップロードすることが記載されている。   Patent Document 3 describes that a wheelchair is provided with vibration detection means and inclination detection means, and road surface irregularities and inclinations when moved are uploaded to a server together with position information.

特開2012−098939号公報JP 2012-098939 A 特開2005−043261号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-043261 特開2003−010257号公報JP 2003-010257 A

特許文献1に記載の方法は、階段のように段差が連続するか、高さの差が大きい段差は検出可能であるが、小さな段差の場合、歩行者はひとまたぎでこれを超えることができるため検出できない場合がある。特許文献2に記載の方法の場合は、勾配角の大きさで段差と傾斜を区別しているため、勾配角が小さい比較的高さの低い段差を精度良く検出することが困難である。このように、これらの文献に記載の方法は、歩行者では問題のない段差であっても車椅子等にはバリアとなるような段差を精度良く検出することが困難である。   The method described in Patent Document 1 can detect a step that is continuous or has a large difference in height, such as a staircase, but in the case of a small step, a pedestrian can exceed this by a single step. Therefore, it may not be detected. In the case of the method described in Patent Document 2, since the step and the slope are distinguished by the magnitude of the gradient angle, it is difficult to accurately detect a step having a small gradient angle and a relatively low height. As described above, in the methods described in these documents, it is difficult to accurately detect a step that becomes a barrier for a wheelchair or the like even if the step has no problem for a pedestrian.

また、特許文献3に記載の方法は、振動検出手段により走行面の凹凸状況を検出することが開示されているが、段差を検出する具体的方法については何ら開示されていない。そのため、検出された地点が凹凸なのか段差なのか区別がつかない。   Moreover, although the method of patent document 3 is disclosed that the unevenness | corrugation state of a running surface is detected by a vibration detection means, the concrete method of detecting a level | step difference is not disclosed at all. Therefore, it cannot be distinguished whether the detected point is uneven or stepped.

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、精度良く走行面上の段差を検出することができる段差検出装置を提供することを課題とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a level difference detection device that can detect a level difference on a traveling surface with high accuracy.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、移動体の単位移動距離当たりのピッチ角の変化であるピッチ変化を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した、i)走行面上を前記移動体の前輪が通過した際の第1ピッチ変化と、ii)前記第1ピッチ変化が取得された位置を前記移動体の後輪が通過した際の第2ピッチ変化と、に基づいて段差を検出する段差検出手段と、を備えることを特徴とする段差検出装置である。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is characterized in that an acquisition means for acquiring a pitch change which is a change in pitch angle per unit moving distance of a moving body, and i) traveling acquired by the acquisition means. A first pitch change when the front wheel of the moving body passes on the surface, and ii) a second pitch change when the rear wheel of the moving body passes the position where the first pitch change is acquired. And a step detecting means for detecting a step based on the step detecting device.

また、請求項6に記載の発明は、移動体の単位移動距離当たりのピッチ角の変化であるピッチ変化を取得する取得工程と、前記取得工程で取得した、i)走行面上を前記移動体の前輪が通過した際の第1ピッチ変化と、ii)前記第1ピッチ変化が取得された位置を前記移動体の後輪が通過した際の第2ピッチ変化と、に基づいて段差を検出する段差検出工程と、を含むことを特徴とする段差検出方法である。   The invention according to claim 6 is an acquisition step of acquiring a pitch change which is a change in pitch angle per unit moving distance of the moving body, and i) acquired in the acquisition step, i) on the traveling surface, the moving body A step difference is detected based on a first pitch change when the front wheel of the vehicle has passed, and ii) a second pitch change when the rear wheel of the moving body passes through the position where the first pitch change is acquired. And a step detection step.

また、請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の段差検出方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする段差検出プログラムである。   A seventh aspect of the invention is a step detection program that causes a computer to execute the step detection method according to the sixth aspect.

また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の段差検出プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。   The invention described in claim 8 is a computer-readable recording medium in which the step detection program according to claim 7 is stored.

本発明の一実施例にかかる段差検出装置を有する段差検出システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the level | step difference detection system which has the level | step difference detection apparatus concerning one Example of this invention. 図1に示された演算装置等の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the arithmetic unit etc. which were shown by FIG. 図1に示されたサーバ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the server apparatus shown by FIG. 上り段差の場合の車椅子の移動の状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state of the movement of the wheelchair in the case of an uphill step. 図4の状態におけるピッチレート、ピッチ角の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the pitch rate in the state of FIG. 4, and a pitch angle. 下り段差の場合の車椅子の移動の状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state of the movement of the wheelchair in the case of a descent | fall level | step difference. 図6の状態におけるピッチレート、ピッチ角の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the pitch rate in the state of FIG. 6, and a pitch angle. 車椅子の走行速度とピッチレートとの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the running speed of a wheelchair, and a pitch rate. 図8に示されたピッチレートを、走行速度によってピッチ変化に補正した後のグラフである。FIG. 9 is a graph after the pitch rate shown in FIG. 8 is corrected to a change in pitch according to a traveling speed. ピッチ変化に閾値を設定したグラフである。It is the graph which set the threshold value to pitch change. 前輪径と後輪径が異なる場合に段差への乗り上げ角度が異なることの説明図である。It is explanatory drawing that the riding angle to a level | step difference differs when a front-wheel diameter and a rear-wheel diameter differ. 前輪と後輪とで閾値を異ならせた場合のグラフである。It is a graph at the time of changing a threshold value with a front wheel and a rear wheel. 段差の前後に傾斜面がある場合のピッチ変化と閾値の関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the pitch change and threshold value when there are inclined surfaces before and after the step. 段差の前後に傾斜面がある場合に閾値を変更することを示したグラフである。It is the graph which showed changing a threshold value when there exists an inclined surface before and behind a level | step difference. 図1に示された演算装置の段差検出方法のフローチャートである。It is a flowchart of the level | step difference detection method of the arithmetic unit shown in FIG. 段差の高さとピッチ角との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between the height of a level | step difference, and a pitch angle. 傾斜と段差がある場合の例とそのピッチ角の変化のグラフと、傾斜のみ(段差なし)の例とそのピッチ角の変化のグラフである。An example in the case where there is an inclination and a step and a graph of the change in the pitch angle, an example of only the inclination (no step) and a graph in the change of the pitch angle 本実施例における段差高さの推定方法の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the estimation method of the level difference in a present Example. 図18に示した段差高さ推定方法の具体例を示したグラフである。It is the graph which showed the specific example of the level difference estimation method shown in FIG. 図1に示された演算装置の段差高さ推定方法のフローチャートである。It is a flowchart of the level | step difference estimation method of the arithmetic unit shown in FIG. 図20で推定した段差高さの統計処理方法のフローチャートである。It is a flowchart of the statistical processing method of the step height estimated in FIG.

以下、本発明の一実施形態にかかる段差検出装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる段差検出装置は、取得手段が移動体の単位移動距離当たりのピッチ角の変化であるピッチ変化を取得する。そして、段差検出手段が取得手段が取得したi)走行面上を前記移動体の前輪が通過した際の第1ピッチ変化と、ii)第1ピッチ変化が取得された位置を移動体の後輪が通過した際の第2ピッチ変化と、に基づいて段差を検出する。このようにすることにより、移動体の走行速度に依存しないで段差の検出を行うことができる。よって、比較的低い段差であっても精度良く路面上の段差を検出することができる。   Hereinafter, the level | step difference detection apparatus concerning one Embodiment of this invention is demonstrated. In the level difference detection apparatus according to an embodiment of the present invention, the acquisition unit acquires a pitch change that is a change in pitch angle per unit moving distance of the moving body. And the step detection means acquired by the acquisition means i) the first pitch change when the front wheel of the moving body passes on the traveling surface, and ii) the position where the first pitch change was acquired is the rear wheel of the moving body. The step is detected based on the second pitch change at the time of passing. By doing in this way, a level difference can be detected without depending on the traveling speed of the moving body. Therefore, the step on the road surface can be detected with high accuracy even if the step is relatively low.

また、取得手段は、移動体のピッチ角の単位時間当たりの変化であるピッチレートを移動体の走行速度に基づいて補正することで前記ピッチ変化を取得してもよい。このようにすることにより、前輪と後輪の2つの車輪のピッチレートを速度で補正することで速度に依存しないで段差の検出を行うことができる。よって、比較的低い段差であっても精度良く路面上の段差を検出することができる。   The acquisition unit may acquire the pitch change by correcting a pitch rate, which is a change per unit time, of the pitch angle of the moving body based on the traveling speed of the moving body. By doing so, it is possible to detect the step without depending on the speed by correcting the pitch rate of the two wheels of the front wheel and the rear wheel by the speed. Therefore, the step on the road surface can be detected with high accuracy even if the step is relatively low.

また、段差検出手段は、上記補正手段によって補正された第1ピッチ変化の絶対値が予め定めた第1の閾値以上、かつ上記補正手段によって補正された第2ピッチ変化の絶対値が予め定めた第2の閾値以上である場合に、当該位置を段差として検出してもよい。このようにすることにより、一定以上の絶対値を持つピッチレートが前輪通過時と後輪通過時で検出された場合を段差とすることができるので、段差の検出を精度良くすることができる。   Further, the step detecting means has an absolute value of the first pitch change corrected by the correcting means equal to or greater than a predetermined first threshold, and an absolute value of the second pitch change corrected by the correcting means is predetermined. If it is equal to or greater than the second threshold, the position may be detected as a step. By doing in this way, it is possible to make a step difference when a pitch rate having an absolute value greater than a certain value is detected when the front wheel passes and when the rear wheel passes, so that the step can be detected with high accuracy.

また、段差検出手段は、第1ピッチ変化の絶対値が予め定めた第1の閾値以上となってから第1の閾値未満となった後のピッチ変化の平均値から第2ピッチ変化までの変化量の絶対値と、予め定めた第2の閾値と、を比較してもよい。このようにすることにより、例えば、段差の前後に傾斜があって、傾斜の影響でピッチ変化が変動する場合に、第2ピッチ変化の誤検出を防止することができる。   Further, the step detecting means changes from the average value of the pitch change to the second pitch change after the absolute value of the first pitch change becomes greater than or equal to a predetermined first threshold value and then becomes less than the first threshold value. The absolute value of the quantity may be compared with a predetermined second threshold value. By doing so, for example, when there is an inclination before and after the step and the pitch change fluctuates due to the influence of the inclination, erroneous detection of the second pitch change can be prevented.

また、前輪と後輪は車輪径が異なっていても良く、第1の閾値と第2の閾値は、車輪径が大きいほど小さく設定することにより、例えば、車椅子のような前輪の車輪径が後輪の車輪径よりも小さい場合でも、段差の検出を精度良くすることができる。   Further, the wheel diameters of the front wheels and the rear wheels may be different, and the first threshold value and the second threshold value are set to be smaller as the wheel diameter is larger. Even when the wheel diameter is smaller than the wheel diameter, the level difference can be detected with high accuracy.

また、本発明の一実施形態にかかる段差検出方法は、取得工程で移動体の単位移動距離当たりのピッチ角の変化であるピッチ変化を取得する。そして、段差検出工程で取得手段が取得したi)走行面上を前記移動体の前輪が通過した際の第1ピッチ変化と、ii)第1ピッチ変化が取得された位置を移動体の後輪が通過した際の第2ピッチ変化と、に基づいて段差を検出する。このようにすることにより、移動体の走行速度に依存しないで段差の検出を行うことができる。よって、比較的低い段差であっても精度良く路面上の段差を検出することができる。   Moreover, the level | step difference detection method concerning one Embodiment of this invention acquires the pitch change which is a change of the pitch angle per unit moving distance of a moving body at an acquisition process. And the acquisition means acquired in the step detection step i) the first pitch change when the front wheel of the moving body passes on the traveling surface, and ii) the position where the first pitch change was acquired is the rear wheel of the moving body. The step is detected based on the second pitch change at the time of passing. By doing in this way, a level difference can be detected without depending on the traveling speed of the moving body. Therefore, the step on the road surface can be detected with high accuracy even if the step is relatively low.

また、上述した段差検出方法をコンピュータにより実行させる段差検出プログラムとしてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、速度に依存しないで段差の検出を行うことができる。よって、比較的低い段差であっても精度良く路面上の段差を検出することができる。   Moreover, it is good also as a level | step difference detection program which performs the level | step difference detection method mentioned above by computer. By doing so, it is possible to detect a step using a computer without depending on the speed. Therefore, the step on the road surface can be detected with high accuracy even if the step is relatively low.

また、上述した段差検出プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。このようにすることにより、当該プログラムを機器に組み込む以外に単体でも流通させることができ、バージョンアップ等も容易に行える。   Further, the step detection program described above may be stored in a computer-readable recording medium. In this way, the program can be distributed as a single unit in addition to being incorporated in the device, and version upgrades can be easily performed.

本発明の一実施例にかかる段差検出装置を図1乃至図21を参照して説明する。本実施例にかかる段差検出装置としての演算装置1は、図1に示したように、移動体としての車椅子100に搭載されている。   A step detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the computing device 1 as a step detection device according to the present embodiment is mounted on a wheelchair 100 as a moving body.

図1は、本発明の一実施例にかかる段差検出装置を有する段差検出システムの構成図である。図1に示したように、車椅子100には、演算装置1の他にGPS受信機2と、速度検出手段としての速度センサ3と、ピッチレート検出手段としてのジャイロセンサ4と、送信手段としての通信機5と、が搭載されている。   FIG. 1 is a configuration diagram of a step detection system having a step detection device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wheelchair 100 includes a GPS receiver 2, a speed sensor 3 as a speed detection unit, a gyro sensor 4 as a pitch rate detection unit, and a transmission unit in addition to the arithmetic device 1. The communication device 5 is mounted.

車椅子100に搭載された通信機5は、インターネット等のネットワーク網Nに無線通信で接続することができ、このネットワーク網Nを介してサーバ装置50と通信可能となっている。   The communication device 5 mounted on the wheelchair 100 can be connected to a network network N such as the Internet by wireless communication, and can communicate with the server device 50 via the network network N.

車椅子100は、車体に、左右一対の前輪101及び左右一対の後輪102が設けられている。前輪101は車体の前方側に設けられている。後輪102は車体の後方側に設けられている。前輪101は、その直径は後輪102の直径より小さくなっている。   The wheelchair 100 is provided with a pair of left and right front wheels 101 and a pair of left and right rear wheels 102 on the vehicle body. The front wheel 101 is provided on the front side of the vehicle body. The rear wheel 102 is provided on the rear side of the vehicle body. The front wheel 101 is smaller in diameter than the rear wheel 102.

車椅子100の車体は、例えば鋼管製のフレームにより構成されたフレーム構造体である。そして、車体には、利用者が着席する座席や、利用者の足部を乗せるフットプレート等が設けられている。   The vehicle body of the wheelchair 100 is a frame structure composed of a steel pipe frame, for example. The vehicle body is provided with a seat on which the user is seated, a foot plate on which the user's feet are placed, and the like.

車椅子100に搭載されている機器の機能的構成図を図2に示す。演算装置1は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを備えたマイクロコンピュータ及び、GPS受信機2、加速度センサ3、ジャイロセンサ4、通信機5と接続するためのインタフェース等を有している。また、演算装置1は、ROM等に記憶される制御プログラムを実行することにより、取得手段としてのピッチレート取得部11と、補正手段としての補正部12と、段差検出手段としての段差検出部13と、して機能する。   The functional block diagram of the apparatus mounted in the wheelchair 100 is shown in FIG. The arithmetic unit 1 includes, for example, a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), a GPS receiver 2, an acceleration sensor 3, a gyro sensor 4, An interface for connecting to the communication device 5 is provided. In addition, the arithmetic device 1 executes a control program stored in a ROM or the like, whereby a pitch rate acquisition unit 11 as an acquisition unit, a correction unit 12 as a correction unit, and a step detection unit 13 as a step detection unit. And function.

ピッチレート取得部11は、ジャイロセンサ4が検出したピッチレート等を取得する。また、ピッチレート取得部11は、後述する条件に合致するときに取得したピッチレートを第1ピッチレート、第2ピッチレートとして取得する。   The pitch rate acquisition unit 11 acquires the pitch rate detected by the gyro sensor 4 and the like. Moreover, the pitch rate acquisition part 11 acquires the pitch rate acquired when it met the conditions mentioned later as a 1st pitch rate and a 2nd pitch rate.

補正部12は、速度センサ3が検出した車椅子100の速度に基づいてピッチレート取得部11が取得した第1ピッチレート及び第2ピッチレートを補正する。   The correction unit 12 corrects the first pitch rate and the second pitch rate acquired by the pitch rate acquisition unit 11 based on the speed of the wheelchair 100 detected by the speed sensor 3.

段差検出部13は、補正部12が第1ピッチレート及び第2ピッチレートを補正した結果に基づいて路面(走行面)上の段差を検出する。段差の検出方法については後述する。ここで、第1ピッチレートを補正したものを第1ピッチ変化、第2ピッチレートを補正したものを第2ピッチ変化という。また、走行面とは、車道、歩道その他の前輪と後輪とを有する移動体が走行可能な地表面や床面等であって、屋内、屋外も問わない。即ち、段差検出部13は、取得し補正した値に基づいて、移動体(車椅子100)が走行して通過した走行面上の段差を検出する段差検出手段として機能する。なお、本実施例における段差とは、走行面上において、車椅子100で上がる又は下がることが困難となる位置(地点)であって、一の走行面と次の走行面とが所定高さ以上の垂直面または所定角度以上の斜面で繋がれている位置をいう。   The level difference detection unit 13 detects a level difference on the road surface (traveling surface) based on the result of the correction unit 12 correcting the first pitch rate and the second pitch rate. The step detection method will be described later. Here, the correction of the first pitch rate is referred to as a first pitch change, and the correction of the second pitch rate is referred to as a second pitch change. The traveling surface is a ground surface, a floor surface, or the like on which a moving body having a roadway, a sidewalk, and other front wheels and rear wheels can travel, whether indoors or outdoors. That is, the level difference detection unit 13 functions as a level difference detection unit that detects a level difference on the traveling surface on which the mobile body (wheelchair 100) has traveled and passed based on the acquired and corrected values. In addition, the level | step difference in a present Example is a position (point) where it becomes difficult to go up or down with the wheelchair 100 on a running surface, Comprising: One running surface and the next running surface are more than predetermined height. A position that is connected by a vertical plane or a slope with a predetermined angle or more.

GPS受信機2は、周知のように複数のGPS(Global Positioning System)衛星から発信される電波を受信して、現在地情報(緯度、経度)を求めて演算装置1に出力する。   As is well known, the GPS receiver 2 receives radio waves transmitted from a plurality of GPS (Global Positioning System) satellites, obtains current location information (latitude, longitude), and outputs the current location information (latitude, longitude) to the computing device 1.

速度センサ3は、車椅子100が走行する速度(走行速度)を検出する。速度センサ3は、例えば後輪102の回転数から検出するものや、電動車椅子の場合であればモータの回転数から検出するものであってもよい。   The speed sensor 3 detects the speed (travel speed) at which the wheelchair 100 travels. For example, the speed sensor 3 may be detected from the rotational speed of the rear wheel 102 or may be detected from the rotational speed of the motor in the case of an electric wheelchair.

ジャイロセンサ4は、車椅子100のピッチ方向の回転角速度(ピッチレート)を取得する。ここで、ピッチとは車椅子100の進行方向に対して上下方向の傾き(横方向を軸とした回転角)を示す。ジャイロセンサ4は、例えば静電容量型や圧電型等、どのような方式のセンサでもよいが、車椅子100に搭載するので小型であることが好ましい。   The gyro sensor 4 acquires the rotational angular velocity (pitch rate) of the wheelchair 100 in the pitch direction. Here, the pitch indicates an inclination in the vertical direction with respect to the traveling direction of the wheelchair 100 (a rotation angle about the horizontal direction). The gyro sensor 4 may be any type of sensor such as a capacitance type or a piezoelectric type, but is preferably small because it is mounted on the wheelchair 100.

通信機5は、演算装置1で演算された結果をサーバ装置50へ無線通信により送信する。通信機5は、LTE(Long Term Evolution)やW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)等の携帯電話網で利用されている通信方式でもよい。また、Wi−Fi(登録商標)等の無線LANの通信方式であってもよいし、それらを切り替えて利用できるものであってもよい。   The communication device 5 transmits the result calculated by the calculation device 1 to the server device 50 by wireless communication. The communication device 5 may be a communication method used in a mobile phone network such as LTE (Long Term Evolution) or W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access). In addition, a wireless LAN communication method such as Wi-Fi (registered trademark) may be used, or those may be switched and used.

サーバ装置50の機能的構成図を図3に示す。サーバ装置50は、通信機51と、演算装置52と、記憶装置53と、を備えている。通信機51は、通信機5から送信された演算装置1で演算された結果を受信する。   A functional configuration diagram of the server device 50 is shown in FIG. The server device 50 includes a communication device 51, an arithmetic device 52, and a storage device 53. The communication device 51 receives the result calculated by the calculation device 1 transmitted from the communication device 5.

演算装置52は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを備えたマイクロコンピュータを有している。また、演算装置52は、ROM等に記憶される制御プログラムを実行することにより、レベル判定部521と、更新部522と、して機能する。   The arithmetic device 52 includes a microcomputer including a memory such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The arithmetic device 52 functions as a level determination unit 521 and an update unit 522 by executing a control program stored in a ROM or the like.

レベル判定部521は、演算装置1から送信された情報に基づいて、段差の高さの段差のレベルを判定する。段差のレベルとは、段差の高さをレベルで区分したものであり、例えば0cm以上5cm未満をレベル1、5cm以上10cm未満をレベル2など所定の閾値に基づいて判定する。   The level determination unit 521 determines the level of the step difference in height based on the information transmitted from the arithmetic device 1. The level of the level difference is obtained by dividing the level of the level difference by level. For example, 0 cm or more and less than 5 cm is determined based on a predetermined threshold such as level 1 and level 5 or more and less than 10 cm.

更新部522は、レベル判定部521の判定結果に基づいて、記憶装置53に記憶されている地図情報532のバリア情報を更新する。また、更新部522は、演算装置1から送信された段差高さ等の情報の地点毎(位置毎)の平均を平均高さ情報531として蓄積する。   The update unit 522 updates the barrier information of the map information 532 stored in the storage device 53 based on the determination result of the level determination unit 521. In addition, the update unit 522 accumulates an average for each point (for each position) of information such as a step height transmitted from the computing device 1 as average height information 531.

次に、本実施例における段差の検出原理について図4乃至図7を参照して説明する。図4は、上り段差Uを通過する場合の車椅子100の移動の状態を示した図、図5は、図4の状態におけるピッチレート及びピッチ角の変化を示したグラフである。   Next, the principle of detecting the level difference in this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram illustrating a state of movement of the wheelchair 100 when passing through the ascending step U, and FIG. 5 is a graph illustrating changes in pitch rate and pitch angle in the state of FIG.

まず、図4(a)の状態は上り段差Uを通過する前の状態である。この場合、ピッチレート及びピッチ角とも大きな変化は発生しない(図5(a)のa)。次に図4(b)の状態は上り段差Uを前輪101が上る状態である。この場合、前輪101が上り段差Uを上るので車椅子100の車体は進行方向に向かって斜め上向きの状態となりピッチレートが上向きに増加する(図5(a)のb)。   First, the state of FIG. 4A is a state before passing through the upstep U. In this case, neither the pitch rate nor the pitch angle changes significantly (a in FIG. 5A). Next, the state of FIG. 4B is a state in which the front wheel 101 goes up the ascending step U. In this case, since the front wheel 101 goes up the ascending step U, the vehicle body of the wheelchair 100 becomes obliquely upward in the traveling direction, and the pitch rate increases upward (b in FIG. 5A).

次に図4(c)の状態は上り段差Uを後輪102が上る状態である。この場合、後輪102が上り段差Uを上るので車椅子100の車体は斜めの状態から水平の状態に移行しようとしてピッチレートが下向きに増加する(図5(a)のc)。そして、図4(d)の状態は上り段差Uを通過した後の状態である。この場合も上り段差Uを通過する前と同様に、ピッチレート及びピッチ角とも大きな変化は発生しない(図5(a)のd)。   Next, the state of FIG. 4C is a state in which the rear wheel 102 goes up the ascending step U. In this case, since the rear wheel 102 goes up the ascending step U, the body of the wheelchair 100 increases in a downward direction so as to shift from an oblique state to a horizontal state (c in FIG. 5A). And the state of FIG.4 (d) is a state after passing the uphill level | step difference U. FIG. In this case as well, the pitch rate and the pitch angle do not change significantly as before passing through the upward step U (d in FIG. 5A).

つまり、上り段差Uの場合、前輪101が上り段差Uを通過する際には、ピッチレートが+方向に増加する。つまり、ピッチレートが正数となる。そして、後輪102が上り段差Uを通過する際には、ピッチレートが−方向に増加する。つまり、ピッチレートは負数となる。ここで、本実施例のピッチレートは、車椅子100が進行方向に対して上るように車体が傾くときに正数となり、進行方向に対して下るように車体が傾くときに負数となる。   That is, in the case of the up step U, when the front wheel 101 passes through the up step U, the pitch rate increases in the + direction. That is, the pitch rate is a positive number. When the rear wheel 102 passes through the ascending step U, the pitch rate increases in the negative direction. That is, the pitch rate is a negative number. Here, the pitch rate of the present embodiment becomes a positive number when the vehicle body tilts so that the wheelchair 100 rises with respect to the traveling direction, and becomes a negative number when the vehicle body tilts so as to fall with respect to the traveling direction.

図6は、下り段差Dを通過する場合の車椅子100の移動の状態を示した図、図7は、図6の状態におけるピッチレート及びピッチ角の変化を示したグラフである。   FIG. 6 is a diagram showing a state of movement of the wheelchair 100 when passing through the descending step D, and FIG. 7 is a graph showing changes in pitch rate and pitch angle in the state of FIG.

まず、図6(a)の状態は下り段差Dを通過する前の状態である。この場合は、ピッチレート及びピッチ角とも大きな変化は発生しない(図7(a)のa)。次に図6(b)の状態は下り段差Dを前輪101が下る状態である。この場合、前輪101が下り段差Dを下るので車椅子100の車体は進行方向に向かって斜め下向きの状態となりピッチレートが下向きに増加する(図7(a)のb)。   First, the state of FIG. 6A is a state before passing through the descending step D. In this case, neither the pitch rate nor the pitch angle changes significantly (a in FIG. 7A). Next, the state of FIG. 6B is a state in which the front wheel 101 descends the descending step D. In this case, since the front wheel 101 goes down the descending step D, the vehicle body of the wheelchair 100 becomes obliquely downward in the traveling direction, and the pitch rate increases downward (b in FIG. 7A).

次に図6(c)の状態は下り段差Dを後輪102が下る状態である。この場合、後輪102が下り段差Dを下るので車椅子100の車体は斜めの状態から水平の状態に移行しようとしてピッチレートが上向きに増加する(図7(a)のc)。そして、図6(d)の状態は下り段差Dを通過した後の状態である。この場合も下り段差Dを通過する前と同様に、ピッチレート及びピッチ角とも大きな変化は発生しない(図7(a)のd)。   Next, the state of FIG. 6C is a state in which the rear wheel 102 descends the descending step D. In this case, since the rear wheel 102 goes down the descending step D, the vehicle body of the wheelchair 100 increases upward in an attempt to shift from an oblique state to a horizontal state (c in FIG. 7A). The state shown in FIG. 6D is a state after passing through the descending step D. In this case as well, the pitch rate and the pitch angle do not change significantly as before passing through the descending step D (d in FIG. 7A).

つまり、下り段差Dの場合、前輪101が下り段差Dを通過する際には、ピッチレートが−方向に増加する。つまり、ピッチレートが負数となる。そして、後輪102が下り段差Dを通過する際には、ピッチレートが+方向に増加する。つまり、ピッチレートが正数となる。   That is, in the case of the descending step D, when the front wheel 101 passes the descending step D, the pitch rate increases in the − direction. That is, the pitch rate is a negative number. When the rear wheel 102 passes the descending step D, the pitch rate increases in the + direction. That is, the pitch rate is a positive number.

従って、図4乃至図7によれば、ジャイロセンサ4が検出するピッチレートの値及び符号に基づいて上り段差Uを通過したか下り段差Dを通過したかを検出することができる。また、検出されたピッチレートに閾値を設けることで、図5や図7に示したb点やc点といった段差を通過した際に現れるピークを確実に検出することが可能となる。   Therefore, according to FIGS. 4 to 7, it is possible to detect whether the vehicle has passed the up step U or the down step D based on the value and sign of the pitch rate detected by the gyro sensor 4. In addition, by providing a threshold value for the detected pitch rate, it is possible to reliably detect a peak that appears when a step such as point b or point c shown in FIGS. 5 and 7 is passed.

ここで、車椅子100の走行速度とピッチレートとの関係について図8を参照して説明する。図8は、走行速度を変えた場合のピッチレートの変化を示したグラフである。図8(a)は、車椅子100の走行速度が2.5km/hの場合、図8(b)は、車椅子100の走行速度が4.5km/hの場合、図8(c)は、車椅子100の走行速度が6.0km/hの場合をそれぞれ示す。図8に示したように、走行速度が速いほど単位時間あたりの変化が大きくなるのでピッチレートのピークが大きくなる。このとき、段差を判定するために閾値等を設定する場合は走行速度に合わせて設定する必要があるが、速度に応じて複数の閾値等を使い分けなければならず、処理が複雑化してしまう。   Here, the relationship between the running speed of the wheelchair 100 and the pitch rate will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a graph showing changes in the pitch rate when the traveling speed is changed. 8A shows a case where the traveling speed of the wheelchair 100 is 2.5 km / h, FIG. 8B shows a case where the traveling speed of the wheelchair 100 is 4.5 km / h, and FIG. A case where the traveling speed of 100 is 6.0 km / h is shown. As shown in FIG. 8, the higher the traveling speed, the larger the change per unit time, so that the pitch rate peak becomes larger. At this time, when a threshold value or the like is set in order to determine the level difference, it is necessary to set it according to the traveling speed. However, a plurality of threshold values or the like must be properly used according to the speed, and the processing becomes complicated.

そこで、本実施例では、速度による差異を無くすため、ピッチレート値を走行速度で除算して補正する。図9に図8を補正した結果を示す。図9(a)は、車椅子100の走行速度が2.5km/hの場合、図9(b)は、車椅子100の走行速度が4.5km/hの場合、図9(c)は、車椅子100の走行速度が6.0km/hの場合をそれぞれ示す。図9に示したように、ピッチレート値を走行速度で除算して補正することで、位置に対するピッチ変化に変換することができ、速度によらず同じピッチ変化が得られる。したがって、速度を考慮することなく、ピッチ変化の大きさから段差を判定することができるようになる。なお、図8及び図9は上り段差を例に説明したが下り段差の場合も同様であることはいうまでもない。また、本実施例では、ピッチレートを補正してピッチ変化を算出しているが、他の方法でピッチ変化を取得するようにしてもよい。一例として、ピッチ角と移動距離を検出し、ピッチ角を単位距離で除算することによりピッチ変化を算出しても良い。   Therefore, in this embodiment, in order to eliminate the difference due to the speed, the pitch rate value is corrected by being divided by the traveling speed. FIG. 9 shows the result of correcting FIG. 9A shows a case where the traveling speed of the wheelchair 100 is 2.5 km / h, FIG. 9B shows a case where the traveling speed of the wheelchair 100 is 4.5 km / h, and FIG. A case where the traveling speed of 100 is 6.0 km / h is shown. As shown in FIG. 9, by dividing and correcting the pitch rate value by the traveling speed, it can be converted into a pitch change with respect to the position, and the same pitch change can be obtained regardless of the speed. Therefore, the step can be determined from the magnitude of the pitch change without considering the speed. 8 and 9 have been described by taking the ascending step as an example, it goes without saying that the same applies to the descending step. In this embodiment, the pitch change is calculated by correcting the pitch rate, but the pitch change may be acquired by other methods. As an example, the pitch change may be calculated by detecting the pitch angle and the moving distance and dividing the pitch angle by the unit distance.

段差を判定するための閾値は、前輪101側と後輪102側の双方にそれぞれ設けるとよい。つまり、正の値となる閾値と負の値となる閾値の2つを用意するとよい。これは、図5と図7に示したように、前輪101側と後輪102側でピッチ変化の極性が逆のためである。また、ピッチ変化は、図10に示したように、段差の高さが高いほど大きくなる。図10(a)は段差が10mmの場合、図10(b)は、段差が20mmの場合、図10(c)は段差が30mmの場合をそれぞれ示している。したがって、低い段差を検出するには、閾値T1、T2を検出対象の段差のうち低い段差に合わせて小さく設定する必要がある。   The thresholds for determining the step are preferably provided on both the front wheel 101 side and the rear wheel 102 side. That is, two thresholds, a positive value and a negative value, may be prepared. This is because, as shown in FIGS. 5 and 7, the polarity of the pitch change is opposite between the front wheel 101 side and the rear wheel 102 side. Further, as shown in FIG. 10, the pitch change becomes larger as the step height is higher. 10A shows a case where the step is 10 mm, FIG. 10B shows a case where the step is 20 mm, and FIG. 10C shows a case where the step is 30 mm. Therefore, in order to detect a low step, it is necessary to set the threshold values T1 and T2 to be small in accordance with the low step among the steps to be detected.

車椅子100の場合、後輪102は前輪101よりも車輪径が大きい。そのため、後輪102の方が穏やかに段差を通過することとなる(図11を参照)。図11は、段差を上るときの前輪101と後輪102との乗り上げ角度の違いを示した図である。図11に示すように、後輪102は車輪径が大きいため段差を乗り上げ角度θ2は前輪101の乗り上げ角度θ1よりも小さい。そのため、後輪102が段差を通過するときのピッチ変化は、前輪101が通過するときよりも穏やかになり、前輪101よりも後輪102が通過するときの方がピッチ変化のピークが小さくなる。   In the case of the wheelchair 100, the rear wheel 102 has a larger wheel diameter than the front wheel 101. Therefore, the rear wheel 102 passes through the steps more gently (see FIG. 11). FIG. 11 is a diagram showing a difference in the riding angle between the front wheel 101 and the rear wheel 102 when climbing a step. As shown in FIG. 11, since the rear wheel 102 has a large wheel diameter, the climb angle θ <b> 2 is smaller than the climb angle θ <b> 1 of the front wheel 101. Therefore, the pitch change when the rear wheel 102 passes through the step becomes gentler than when the front wheel 101 passes, and the peak of the pitch change becomes smaller when the rear wheel 102 passes than the front wheel 101.

したがって、前輪101側の閾値と後輪102側の閾値との絶対値を異なる値とすることで、段差検出精度が向上する。図12に一例を示す。図12において、前輪101側の閾値T1>後輪102側の閾値T2である。図12(a)は上り段差の場合である。この場合、図5で説明したように前輪101側の閾値T1は正の値として設定され、後輪102側の閾値T2は負の値として設定される。図12(b)は下り段差の場合である。この場合、図7で説明したように前輪101側の閾値T1は負の値として設定され、後輪102側の閾値T2は正の値として設定される。   Accordingly, the difference in the absolute value of the threshold value on the front wheel 101 side and the threshold value on the rear wheel 102 side improves the step detection accuracy. An example is shown in FIG. In FIG. 12, the threshold value T1 on the front wheel 101 side> the threshold value T2 on the rear wheel 102 side. FIG. 12A shows a case of an up step. In this case, as described in FIG. 5, the threshold value T1 on the front wheel 101 side is set as a positive value, and the threshold value T2 on the rear wheel 102 side is set as a negative value. FIG. 12B shows the case of a downward step. In this case, as described in FIG. 7, the threshold value T1 on the front wheel 101 side is set as a negative value, and the threshold value T2 on the rear wheel 102 side is set as a positive value.

なお、車椅子100の場合は後輪102は前輪101よりも車輪径が大きいので、前輪101側の閾値T1>後輪102側の閾値T2の関係となるように閾値を設定したが、前輪101が後輪102よりも車輪径が大きい移動体の場合は、前輪101側の閾値T1<後輪102側の閾値T2の関係となるように閾値を設定すればよい。また、前輪101と後輪102の車輪径が同じ移動体の場合は、閾値T1と閾値T2とを同じ値としてもよい。   In the case of the wheelchair 100, since the wheel diameter of the rear wheel 102 is larger than that of the front wheel 101, the threshold value is set so that the threshold value T1 on the front wheel 101 side> the threshold value T2 on the rear wheel 102 side. In the case of a moving body having a wheel diameter larger than that of the rear wheel 102, the threshold value may be set so that the threshold value T1 on the front wheel 101 side <the threshold value T2 on the rear wheel 102 side. Further, when the front wheels 101 and the rear wheels 102 have the same wheel diameter, the threshold value T1 and the threshold value T2 may be the same value.

次に、段差の前後に傾斜面がある場合の閾値の設定について説明する。段差の前後に傾斜面がある場合は、前輪101通過後のピッチ変化が0に戻らないため、後輪102側のピッチ変化のピーク値が変動する。以下、図13を参照して説明する。   Next, setting of the threshold when there is an inclined surface before and after the step will be described. When there are inclined surfaces before and after the step, the pitch change after passing through the front wheel 101 does not return to 0, and therefore the peak value of the pitch change on the rear wheel 102 side fluctuates. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

図13(a)は、20mmの段差の前後が平坦面の場合のピッチ変化と位置との関係を示したグラフである。図13(b)は、20mmの段差の後が4°の上り傾斜面の場合のピッチ変化と位置との関係を示したグラフである。図13(c)は、20mmの段差の前が4°の上り傾斜面の場合のピッチ変化と位置との関係を示したグラフである。図13(a)の場合、段差の前後が平坦面のため、前輪101が段差を通過した後はピッチ変化は0に戻る。   FIG. 13A is a graph showing the relationship between the pitch change and the position when the step of 20 mm is a flat surface. FIG. 13B is a graph showing the relationship between the pitch change and the position in the case of an upward inclined surface of 4 ° after the step of 20 mm. FIG. 13C is a graph showing the relationship between the pitch change and the position in the case where the front slope of 20 mm is an upward inclined surface of 4 °. In the case of FIG. 13A, since the front and back of the step are flat, the pitch change returns to 0 after the front wheel 101 passes through the step.

一方、図13(b)の場合、段差の後が傾斜面となっているので、前輪101が段差を通過後後輪102が段差を通過するまでは、後輪102の高さは変わらず前輪101の高さのみ上昇していく。よって、車椅子100の傾きが傾斜面の角度に応じた割合で徐々に大きくなるため、前輪101通過後のピッチ変化は略同じピッチ変化のまま進む。つまり、ピッチ変化が正の略一定値となる(図13(b)のpositionが約0.45〜約0.7までの区間)。その後、後輪102が段差を通過した際のピッチ変化は、前記した正の略一定値から負の方向へ変化する。ピッチ変化の負の方向のピーク値は、図13(a)と比べて小さくなっていることがわかる。したがって、閾値−T2とピッチ変化の負のピーク値が近いために検出範囲が狭くなり、閾値の設定によっては、検出漏れを生じる可能性がある(図13(b)のX1)。   On the other hand, in the case of FIG. 13B, since the rear surface of the step is an inclined surface, the height of the rear wheel 102 does not change until the rear wheel 102 passes the step after the front wheel 101 passes the step. Only the height of 101 rises. Therefore, since the inclination of the wheelchair 100 gradually increases at a rate corresponding to the angle of the inclined surface, the pitch change after passing through the front wheel 101 proceeds with substantially the same pitch change. That is, the pitch change becomes a positive and substantially constant value (section in which the position in FIG. 13B is about 0.45 to about 0.7). Thereafter, the pitch change when the rear wheel 102 passes through the step changes from the above-described substantially positive value to the negative direction. It can be seen that the peak value in the negative direction of the pitch change is smaller than that in FIG. Therefore, since the negative peak value of the pitch change is close to the threshold value −T2, the detection range is narrowed, and detection omission may occur depending on the setting of the threshold value (X1 in FIG. 13B).

また、図13(c)の場合、段差の前が傾斜面となっているので、前輪101が段差を通過後後輪102が段差を通過するまでは、前輪101の高さは変わらず後輪102の高さのみ上昇していく。よって、車椅子100の傾きが傾斜面の角度に応じた割合で徐々に小さくなるため、前輪101通過後のピッチ変化は略同じピッチ変化のまま進む。つまり、ピッチ変化が負の略一定値となる(図13(c)のpositionが約0.45〜約0.7までの区間)。図13(a)と比べて、この間の負の略一定値は閾値−T2に近いため、検出ミスを生じやすくなり、閾値の設定によっては、後輪102の通過として誤検出される可能性がある(図13(b)のX2)。   In the case of FIG. 13C, since the front of the step is an inclined surface, the height of the front wheel 101 does not change until the rear wheel 102 passes the step after the front wheel 101 passes the step. Only the height of 102 rises. Therefore, since the inclination of the wheelchair 100 gradually decreases at a rate corresponding to the angle of the inclined surface, the pitch change after passing through the front wheel 101 proceeds with substantially the same pitch change. That is, the pitch change becomes a negative and substantially constant value (section in which the position in FIG. 13C is about 0.45 to about 0.7). Compared to FIG. 13 (a), the negative substantially constant value during this period is close to the threshold value −T2, so that a detection error is likely to occur, and depending on the setting of the threshold value, there is a possibility of being erroneously detected as passing the rear wheel 102. Yes (X2 in FIG. 13B).

上述した問題を回避するため、後輪102側の判定は、図14に示したように、前輪101通過後のピッチ変化の平均値Pd_aveからのピッチ変化量ΔPdと閾値とを比較することにより行う。即ち、第1ピッチ変化が第1の閾値(前輪101側閾値)以上となってから第1の閾値未満となった後のピッチ変化の平均値(平均値Pd_ave)から第2ピッチ変化までの変化量(ピッチ変化量ΔPd)の絶対値を第2の閾値(後輪102側閾値)と比較している。前輪101通過後の平均値Pd_aveは、図13に示したピッチ変化が少ない区間が検出できるようにすることが好ましい。例えば、ピッチ変化の変化率が所定値以下に安定してから次に所定値を超えるまでとすればよい。   In order to avoid the above-described problem, the determination on the rear wheel 102 side is performed by comparing the pitch change amount ΔPd from the average value Pd_ave of the pitch change after passing through the front wheel 101 with a threshold value as shown in FIG. . That is, the change from the average value (average value Pd_ave) of the pitch change after the first pitch change becomes greater than or equal to the first threshold value (front wheel 101 side threshold value) to less than the first threshold value to the second pitch change. The absolute value of the amount (pitch change amount ΔPd) is compared with the second threshold value (rear wheel 102 side threshold value). The average value Pd_ave after passing through the front wheel 101 is preferably set so that the section having a small pitch change shown in FIG. 13 can be detected. For example, after the rate of change in pitch change is stabilized below a predetermined value, it may be set until the next exceeds the predetermined value.

また、この区間は車椅子100のホイールベース長Hの長さと略同じと見做すことができるので、ピッチ変化の変化率が所定値以下に安定してから略ホイールベース長H移動中に算出されるピッチ変化の平均としてもよい。ここで、本実施例におけるホイールベース長Hは、前輪101の接地位置から後輪102の接地位置までの長さとする。なお、車輪が面で接地する場合は、車輪の接地面の中心を接地位置と見做せばよい。   In addition, since this section can be considered to be substantially the same as the wheel base length H of the wheelchair 100, it is calculated during the movement of the wheel base length H after the rate of change in pitch change stabilizes below a predetermined value. It may be an average of pitch changes. Here, the wheel base length H in this embodiment is a length from the ground contact position of the front wheel 101 to the ground contact position of the rear wheel 102. When the wheel is grounded on the surface, the center of the grounding surface of the wheel may be regarded as the grounding position.

次に、上述した構成の演算装置1の動作について、図15のフローチャートを参照して説明する。   Next, the operation of the arithmetic device 1 having the above-described configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS101において、段差検出部13に閾値T1、T2を設定してステップS102に進む。閾値T1、T2は、ジャイロセンサ4が検出するピッチレートを走行速度で除算して補正した値(ピッチ変化)に設定される閾値である。閾値T1は、前輪101が段差を通過したことを検出するための閾値であり第1の閾値に相当する。閾値T2は、後輪102が段差を通過したことを検出するための閾値であり第2の閾値に相当する。これらの閾値T1、T2は、車椅子100に合わせて調整可能としている。また、車椅子のタイプに応じたデータテーブルを予め用意し、車椅子のタイプを入力して閾値T1、T2やホイールベース長Hが自動的に設定されるようにしてもよい。   First, in step S101, threshold values T1 and T2 are set in the level difference detection unit 13, and the process proceeds to step S102. The threshold values T1 and T2 are threshold values set to values (pitch change) corrected by dividing the pitch rate detected by the gyro sensor 4 by the traveling speed. The threshold value T1 is a threshold value for detecting that the front wheel 101 has passed through the step, and corresponds to a first threshold value. The threshold value T2 is a threshold value for detecting that the rear wheel 102 has passed through the step, and corresponds to a second threshold value. These threshold values T1 and T2 can be adjusted according to the wheelchair 100. Alternatively, a data table corresponding to the wheelchair type may be prepared in advance, and the threshold values T1 and T2 and the wheelbase length H may be automatically set by inputting the wheelchair type.

次に、ステップS102において、ピッチレートと走行速度からピッチ変化Pdを算出してステップS103に進む。本ステップでは、ジャイロセンサ4が検出したピッチレートをピッチレート取得部11が取得し、取得したピッチレートを、補正部12が速度センサ3で検出された車椅子100の走行速度で除算してピッチ変化Pdを算出している。つまり、走行中はピッチレートの取得およびピッチ変化Pdの算出を行っている。   Next, in step S102, the pitch change Pd is calculated from the pitch rate and the traveling speed, and the process proceeds to step S103. In this step, the pitch rate acquisition unit 11 acquires the pitch rate detected by the gyro sensor 4, and the correction unit 12 divides the acquired pitch rate by the traveling speed of the wheelchair 100 detected by the speed sensor 3 to change the pitch. Pd is calculated. That is, during traveling, the pitch rate is acquired and the pitch change Pd is calculated.

次に、ステップS103において、段差検出部13はステップS102で算出したピッチ変化Pdが−T1未満か否かを判断し、この条件を満たす場合(Yesの場合)はステップS104に進み、条件を満たさない場合(Noの場合)はステップS105に進む。即ち、ピッチ変化Pdが負であり、その絶対値が第1の閾値(T1)以上であることを検出している。即ち、本ステップで閾値T1以上と判断されたピッチ変化Pdの元となるピッチレートが第1ピッチレートとなる。また、補正部12で算出されたピッチ変化Pdが第1ピッチ変化となる。   Next, in step S103, the level difference detection unit 13 determines whether or not the pitch change Pd calculated in step S102 is less than -T1, and if this condition is satisfied (in the case of Yes), the process proceeds to step S104, where the condition is satisfied. If not (No), the process proceeds to step S105. That is, it is detected that the pitch change Pd is negative and the absolute value is equal to or greater than the first threshold value (T1). That is, the pitch rate that is the basis of the pitch change Pd determined to be equal to or greater than the threshold T1 in this step is the first pitch rate. Further, the pitch change Pd calculated by the correction unit 12 becomes the first pitch change.

次に、ステップS104において、ステップS103で条件を満たすと判断されたので、段差検出部13は現在通過中の段差は下り段差と仮判定をして、段差候補フラグに−1をセットしてステップS107に進む。本ステップでは、まだ後輪102側の判定を行っていないので、仮の判定を行い、その判定を示すフラグとして演算装置1内に設定されている段差候補フラグをセットする。なお、段差候補フラグにセットする値は、−1に限らず、下りと仮判定したことを示す値であればよい。   Next, in step S104, since it is determined that the condition is satisfied in step S103, the level difference detection unit 13 temporarily determines that the currently passing level difference is a downward level difference, and sets -1 in the level difference candidate flag. The process proceeds to S107. In this step, since the determination on the rear wheel 102 side has not been performed yet, a provisional determination is performed, and a step candidate flag set in the arithmetic unit 1 is set as a flag indicating the determination. Note that the value set in the step candidate flag is not limited to −1, and may be a value indicating that it has been provisionally determined to descend.

一方、ステップS105においては、段差検出部13はステップS102で算出したピッチ変化PdがT1以上か否かを判断し、この条件を満たす場合(Yesの場合)はステップS106に進み、条件を満たさない場合(Noの場合)は段差の検出ではないと判断して本フローチャートを終了する。即ち、第1ピッチ変化(ピッチ変化Pd)が正であり、その絶対値が第1の閾値(T1)以上であることを検出している。   On the other hand, in step S105, the level difference detection unit 13 determines whether or not the pitch change Pd calculated in step S102 is equal to or greater than T1, and if this condition is satisfied (in the case of Yes), the process proceeds to step S106, and the condition is not satisfied. In the case (in the case of No), it is determined that the step is not detected, and this flowchart is ended. That is, it is detected that the first pitch change (pitch change Pd) is positive and the absolute value is equal to or greater than the first threshold value (T1).

次に、ステップS106において、ステップS105で条件を満たすと判断されたので、段差検出部13は現在通過中の段差は上り段差と仮判定をして、段差候補フラグに1をセットしてステップS107に進む。本ステップでは、まだ後輪102側の判定を行っていないので、仮の判定を行い、ステップS104と同様に段差候補フラグをセットする。なお、段差候補フラグにセットする値は、1に限らず、上りと仮判定したことを示す値であればよい。   Next, in step S106, since it is determined that the condition is satisfied in step S105, the step detection unit 13 makes a provisional determination that the step currently being passed is an ascending step, sets 1 to the step candidate flag, and sets step S107. Proceed to In this step, since the determination on the rear wheel 102 side has not been performed yet, a temporary determination is performed, and the step candidate flag is set in the same manner as in step S104. Note that the value set in the step candidate flag is not limited to 1, but may be a value indicating that it is temporarily determined to be up.

次に、ステップS107において、前輪101が段差を越えた後、ホイールベース長Hの移動中の平均ピッチ変化Pd_aveを算出してステップS108に進む。本ステップでは、段差検出部13が、図14で説明したような前輪101が段差通過後の後輪通過までの区間における平均ピッチ変化Pd_aveを算出している。また、ホイールベース長Hの移動距離は、予め設定されているホイールベース長Hに基づいてGPS受信機2が検出する緯度、経度から算出してもよいし、車椅子100の車輪(後輪102)の回転角に予め設定された車輪の円周を乗算して算出してもよい。車椅子100の車輪の回転角は、車輪に角度センサ等を設けることで検出できる。   Next, in step S107, after the front wheel 101 exceeds the step, an average pitch change Pd_ave during the movement of the wheel base length H is calculated, and the process proceeds to step S108. In this step, the level difference detection unit 13 calculates the average pitch change Pd_ave in the section from the front wheel 101 passing through the level difference to the rear wheel level as described in FIG. Further, the moving distance of the wheel base length H may be calculated from the latitude and longitude detected by the GPS receiver 2 based on the preset wheel base length H, or the wheel of the wheelchair 100 (rear wheel 102). The rotation angle may be multiplied by a preset wheel circumference. The rotation angle of the wheel of the wheelchair 100 can be detected by providing an angle sensor or the like on the wheel.

次に、ステップS108において、補正部12が、ホイールベース長H移動後のピッチ変化Pdを検出し、そのピッチ変化からステップS107で算出した平均ピッチ変化Pd_aveを減算し、ピッチ変化量ΔPdを算出してステップS109に進む。本ステップでは、段差検出部13が図14で説明したような前輪101通過後の平均値Pd_aveからのピッチ変化量ΔPdを算出している。   Next, in step S108, the correction unit 12 detects the pitch change Pd after moving the wheel base length H, and subtracts the average pitch change Pd_ave calculated in step S107 from the pitch change to calculate the pitch change amount ΔPd. Then, the process proceeds to step S109. In this step, the step detection unit 13 calculates the pitch change amount ΔPd from the average value Pd_ave after passing through the front wheel 101 as described in FIG.

次に、ステップS109において、段差検出部13はステップS109で比較した結果、ピッチ変化量ΔPdがT2以上か否かを判断し、この条件を満たす場合(Yesの場合)はステップS110に進み、条件を満たさない場合(Noの場合)はステップS112に進む。本ステップでは、ステップS108で算出したピッチ変化量ΔPdと閾値T2とを比較している。つまり、ピッチ変化(ピッチ変化量ΔPd)が正であり、その絶対値が第2の閾値(T2)以上であることを検出している。即ち、本ステップで第2の閾値T2以上と判断されたピッチ変化量の元となる第1ピッチレートが取得された位置から、前輪101の接地位置と後輪102の接地位置との間の長さに関連する距離を車椅子100が移動した際に取得されたピッチレートが第2ピッチレートとなる。また、補正部12で算出されたピッチ変化量ΔPdが第2ピッチ変化となる。   Next, in step S109, the level difference detection unit 13 determines whether the pitch change amount ΔPd is equal to or greater than T2 as a result of the comparison in step S109. If this condition is satisfied (in the case of Yes), the process proceeds to step S110. If not satisfied (in the case of No), the process proceeds to step S112. In this step, the pitch change amount ΔPd calculated in step S108 is compared with the threshold value T2. That is, it is detected that the pitch change (pitch change amount ΔPd) is positive and the absolute value is equal to or greater than the second threshold value (T2). That is, the distance between the ground contact position of the front wheel 101 and the ground contact position of the rear wheel 102 from the position at which the first pitch rate that is the basis of the pitch change amount determined to be equal to or greater than the second threshold T2 in this step is acquired. The pitch rate acquired when the wheelchair 100 moves a distance related to the distance becomes the second pitch rate. The pitch change amount ΔPd calculated by the correction unit 12 is the second pitch change.

次に、ステップS110において、段差検出部13は段差候補フラグが−1であるか否かを判断し、−1である場合(Yesの場合)はステップS111に進む、そうでない場合(Noの場合)は段差の検出ではないと判断して本フローチャートを終了する。   Next, in step S110, the level difference detection unit 13 determines whether or not the level difference candidate flag is -1, and if it is -1 (in the case of Yes), the process proceeds to step S111, otherwise (in the case of No). ) Determines that the step is not detected, and the present flowchart is terminated.

次に、ステップS111において、段差候補フラグが下り段差を示すものとなっていたので、段差検出部13は通過した段差は下り段差と正式に判定してステップS115に進む。即ち、第1ピッチ変化(ピッチ変化Pd)及び第2ピッチ変化(ピッチ変化量ΔPd)に基づいて段差を検出している。   Next, since the step candidate flag indicates a down step in step S111, the step detection unit 13 formally determines that the step that has passed is a down step, and proceeds to step S115. That is, the step is detected based on the first pitch change (pitch change Pd) and the second pitch change (pitch change amount ΔPd).

一方、ステップS112においては、段差検出部13はピッチ変化量ΔPdが−T2未満か否かを判断し、この条件を満たす場合(Yesの場合)はステップS113に進み、条件を満たさない場合(Noの場合)は段差の検出ではないと判断して本フローチャートを終了する。即ち、第2ピッチ変化(ピッチ変化量ΔPd)が負であり、その絶対値が第2の閾値(T2)以上であることを検出している。   On the other hand, in step S112, the level difference detection unit 13 determines whether or not the pitch change amount ΔPd is less than −T2, and if this condition is satisfied (in the case of Yes), the process proceeds to step S113, and if the condition is not satisfied (No In the case of (), it is determined that the step is not detected, and this flowchart is ended. That is, it is detected that the second pitch change (pitch change amount ΔPd) is negative and the absolute value is equal to or greater than the second threshold value (T2).

次に、ステップS113において、段差検出部13は段差候補フラグが1であるか否かを判断し、1である場合(Yesの場合)はステップS114に進む、そうでない場合(Noの場合)は段差の検出ではないと判断して本フローチャートを終了する。   Next, in step S113, the level difference detection unit 13 determines whether or not the level difference candidate flag is 1. If it is 1 (in the case of Yes), the process proceeds to step S114, and if not (in the case of No). It is determined that the step is not detected, and this flowchart is ended.

次に、ステップS114において、段差候補フラグが上り段差を示すものとなっていたので、段差検出部13は通過した段差は上り段差と正式に判定してステップS115に進む。即ち、第1ピッチ変化(ピッチ変化Pd)及び第2ピッチ変化(ピッチ変化量ΔPd)に基づいて段差を検出している。   Next, since the step candidate flag indicates an up step in step S114, the step detection unit 13 formally determines that the step that has passed is an up step, and proceeds to step S115. That is, the step is detected based on the first pitch change (pitch change Pd) and the second pitch change (pitch change amount ΔPd).

次に、ステップS115において、段差検出部13はGPS受信機2から位置(緯度、経度)を取得して、段差の位置を内部メモリ等に記録する。なお、ステップS107でGPS受信機2を利用してホイールベース長の距離を検出した場合は、その際に取得した位置を記録してもよい。即ち、段差検出部13が段差が検出された位置に関する情報を取得する位置取得手段として機能する。そして、本ステップで記録した情報は、通信機5及びネットワーク網Nを介してサーバ装置50に送信される。サーバ装置50への送信タイミングは、段差の検出時であってもよいし、一定時間間隔や走行終了時など任意に設定すればよい。   Next, in step S115, the level difference detection unit 13 acquires the position (latitude, longitude) from the GPS receiver 2, and records the position of the level difference in an internal memory or the like. In addition, when the distance of wheelbase length is detected using the GPS receiver 2 by step S107, you may record the position acquired at that time. That is, the level difference detection unit 13 functions as a position acquisition unit that acquires information regarding the position where the level difference is detected. The information recorded in this step is transmitted to the server device 50 via the communication device 5 and the network N. The transmission timing to the server device 50 may be at the time of detecting a step, or may be set arbitrarily such as at a fixed time interval or at the end of traveling.

以上の説明から明らかなように、ステップS102及びステップS108が取得工程及び補正工程であり、ステップS103〜S107及びステップS109〜S114が段差検出工程となる。   As is clear from the above description, steps S102 and S108 are the acquisition process and the correction process, and steps S103 to S107 and steps S109 to S114 are the step detection process.

次に、段差の高さを推定する方法について図16乃至図20を参照して説明する。図16のように傾斜の無い段差を通過する際、車椅子100の前輪101のみが段差を越えて、後輪102が段差を越え始めるまでの期間は、略同じピッチ角のまま進む。そのため、段差を通過するときのピッチ角を求めることで、段差の高さを求めることができる。ここで、図16に示したように、ピッチ角をPa、ホイールベース長をH、段差高さをhとすると、近似的に以下の(1)式が成り立つ。
sinPa=h/H・・・・(1)
Next, a method for estimating the height of the step will be described with reference to FIGS. When passing through a step with no inclination as shown in FIG. 16, only the front wheel 101 of the wheelchair 100 exceeds the step and the period until the rear wheel 102 starts to exceed the step proceeds with substantially the same pitch angle. Therefore, the height of the step can be obtained by obtaining the pitch angle when passing through the step. Here, as shown in FIG. 16, when the pitch angle is Pa, the wheel base length is H, and the step height is h, the following equation (1) is approximately established.
sinPa = h / H (1)

よって、段差高さhは、以下の(2)式で求めることができる。なお、(2)式においては、Paがマイナスのときはhがマイナスとなることで上りと下りを判別することができる。
h=HsinPa・・・・(2)
Therefore, the step height h can be obtained by the following equation (2). In equation (2), when Pa is negative, h can be negative, so that it is possible to discriminate between upstream and downstream.
h = HsinPa (2)

ここで、段差の前後に傾斜面がある場合のピッチ角の変化について図17を参照して説明する。図17は、傾斜と段差がある場合の例とそのピッチ角の変化のグラフと、傾斜のみ(段差なし)の例とそのピッチ角の変化のグラフを示している。また、図17では、傾斜の例として(a)平坦面から上り傾斜面、(b)上り傾斜面から平坦面、(c)平坦面から下り傾斜面、(d)下り傾斜面から平坦面の4種類の例を示している。   Here, a change in pitch angle when there are inclined surfaces before and after the step will be described with reference to FIG. FIG. 17 shows an example of the case where there is an inclination and a step and a graph of the change in the pitch angle, and an example of only the inclination (no step) and a graph of the change in the pitch angle. Also, in FIG. 17, as an example of inclination, (a) flat surface to ascending inclined surface, (b) ascending inclined surface to a flat surface, (c) flat surface to descending inclined surface, and (d) a descending inclined surface to flat surface. Four types of examples are shown.

図17に示すように、傾斜がある段差を通過する場合は、前輪101が段差を通過してから後輪102が段差を通過するまでにピッチ角の変化が生じるが、その最中のピッチ角変化の傾きは段差が無い場合の傾きと等しくなる。   As shown in FIG. 17, when the vehicle passes through a step with a slope, the pitch angle changes from when the front wheel 101 passes through the step until the rear wheel 102 passes through the step. The gradient of change is equal to the gradient when there is no step.

そこで、図18に示すように、傾斜がある段差を通過する場合のピッチ角から傾斜のみ(段差なし)の場合のピッチ角を減算すると、段差のみのピッチ角が得られる。図18は、図17の(a)〜(d)の例について、それぞれ傾斜がある段差を通過する場合のピッチ角から傾斜のみ(段差なし)の場合のピッチ角を減算した例である。   Therefore, as shown in FIG. 18, by subtracting the pitch angle in the case of only tilt (no step) from the pitch angle in the case of passing through a step with a slope, the pitch angle of only the step is obtained. FIG. 18 is an example in which the pitch angle in the case of only the inclination (no step) is subtracted from the pitch angle in the case of passing through a step with an inclination in the examples of FIGS.

次に、上述した方法に基づく具体的な段差高さ推定方法を図19及び図20を参照して説明する。図19(a)は、ジャイロセンサ4が検出したピッチレートの変化例を示すグラフ、図19(b)は、ピッチレートの変化を補正してピッチ変化に変換後のグラフ、図19(c)は、ピッチ角の変化を示すグラフである。本実施例においては、段差前のデータ算出は、図19の(a)や(b)に示したピッチレートやピッチ変化に基づいて段差が検出された後に実行され、その段差の前後にジャイロセンサ4から取得したピッチ角のデータに基づいて高さが推定される。   Next, a specific step height estimation method based on the above-described method will be described with reference to FIGS. FIG. 19A is a graph showing an example of a change in pitch rate detected by the gyro sensor 4, FIG. 19B is a graph after correcting the change in pitch rate and converting it into a pitch change, and FIG. 19C. These are graphs showing changes in pitch angle. In the present embodiment, the data calculation before the step is executed after the step is detected based on the pitch rate and the pitch change shown in FIGS. 19A and 19B, and the gyro sensor is placed before and after the step. The height is estimated on the basis of the pitch angle data acquired from 4.

次に、演算装置1で動作する段差高さ推定方法を図20のフローチャートを参照して説明する。図20の例では、段差検出部13は、メモリ等の保持手段を内蔵し、所定期間のピッチ角のデータを保持して、段差通過の後に段差の高さの推定することとして説明するが、リアルタイムに段差の高さを検出してもよい。   Next, a step height estimation method that operates in the arithmetic device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the example of FIG. 20, the level difference detection unit 13 is described as including a holding unit such as a memory, holding pitch angle data for a predetermined period, and estimating the height of the level difference after passing through the level difference. The height of the step may be detected in real time.

まず、ステップS201において、段差検出処理を行う。段差検出処理は、例えば上述した方法により行えばよいが、他の方法であってもよい。   First, in step S201, a step detection process is performed. The step detection process may be performed by the method described above, for example, but may be another method.

次に、ステップS202において、段差検出部13は、ステップS201の処理の結果、段差が検出されたか否か判断し、段差が検出された場合(Yesの場合)は、ステップS203に進み、段差が検出されない場合(Noの場合)は処理を終了する。   Next, in step S202, the level difference detection unit 13 determines whether or not a level difference is detected as a result of the process in step S201. If a level difference is detected (in the case of Yes), the process proceeds to step S203. If not detected (No), the process is terminated.

次に、ステップS203において、段差検出部13は、ピッチ変化を積分してピッチ角Paを算出する。ジャイロセンサ4からは走行中のピッチレートを取得し、ピッチ変化の算出も行っているので、上述した段差検出処理において算出したピッチ変化を単位距離で積分してピッチ角Paを算出する。即ち、段差検出部13がピッチ角を取得手段として機能する。なお、ピッチ角Paをピッチ変化から算出するのではなく、直接ピッチ角を検出する角度センサ等を設けてもよい。その場合は、本ステップは、ピッチ角をセンサから取得する処理となる。また、ピッチレートを時間積分してピッチ角を算出しても良い。   Next, in step S203, the level difference detection unit 13 calculates the pitch angle Pa by integrating the pitch change. Since the pitch rate during traveling is obtained from the gyro sensor 4 and the pitch change is also calculated, the pitch angle Pa is calculated by integrating the pitch change calculated in the above-described step detection process with a unit distance. That is, the level difference detection unit 13 functions as a pitch angle acquisition unit. Instead of calculating the pitch angle Pa from the pitch change, an angle sensor or the like that directly detects the pitch angle may be provided. In this case, this step is a process for acquiring the pitch angle from the sensor. Alternatively, the pitch angle may be calculated by time integration of the pitch rate.

次に、ステップS204において、段差検出部13は、段差前0.15m〜0.1mのピッチ角Paのデータに平均化処理を施して、段差前ピッチ角Pa_beforeを算出してステップS205に進む(図19のA)。即ち、前輪101が段差に到達する直前の第1距離(段差前0.15m〜0.1m)を走行する間に取得したピッチ角の平均値を第1ピッチ角としている。なお、段差前ピッチ角Pa_beforeを算出するためのピッチ角を取得する位置や範囲(0.15m〜0.1m)は、適宜変更してもよい。   Next, in step S204, the level difference detection unit 13 performs an averaging process on the data of the pitch angle Pa of 0.15 m to 0.1 m before the level difference, calculates the pitch angle Pa_before before the level difference, and proceeds to step S205 (step S205). FIG. 19A). That is, the average value of the pitch angles acquired while traveling the first distance (0.15 m to 0.1 m before the step) immediately before the front wheel 101 reaches the step is defined as the first pitch angle. The position and range (0.15 m to 0.1 m) for obtaining the pitch angle for calculating the pre-step pitch angle Pa_before may be changed as appropriate.

なお、前輪101や後輪102が段差に到達したかは、図5や図7に示したように、ピッチレートの変化によって検出することができる。例えば、ピッチレートに閾値を設定し、ピッチレートの絶対値が閾値以上となった場合に、前輪101または後輪102が段差に到達したと判定し、その判定後閾値未満となった場合に、前輪101または後輪102が段差を通過したと判定すればよい。   Whether the front wheel 101 or the rear wheel 102 has reached the step can be detected by a change in the pitch rate, as shown in FIGS. For example, when a threshold value is set for the pitch rate and the absolute value of the pitch rate is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the front wheel 101 or the rear wheel 102 has reached a step, and when the threshold value is less than the threshold value after the determination, What is necessary is just to determine with the front wheel 101 or the rear wheel 102 having passed the level | step difference.

次に、ステップS205において、段差検出部13は、段差後0.1m〜0.15mのピッチ角のデータに平均化処理を施して、段差後ピッチ角Pa_afterを算出してステップS206に進む(図19のB)。即ち、後輪102が段差を通過した直後の第2距離(段差後0.1m〜0.15m)を走行する間に取得したピッチ角の平均値を第2ピッチ角としている。なお、段差後ピッチ角Pa_afterを算出するためのピッチ角を取得する位置や範囲(0.1m〜0.15m)は、適宜変更してもよい。したがって、本フローチャートの例の場合、少なくとも段差前0.15m〜段差後0.15mまでの範囲である0.3m+ホイールベース長分のピッチ角のデータがメモリ等に保持されていればよい。   Next, in step S205, the level difference detection unit 13 performs an averaging process on the pitch angle data of 0.1 m to 0.15 m after the level difference to calculate the pitch angle Pa_after after the level difference, and proceeds to step S206 (FIG. 19 B). That is, the average value of the pitch angles acquired while traveling the second distance (0.1 m to 0.15 m after the step) immediately after the rear wheel 102 passes through the step is defined as the second pitch angle. The position and range (0.1 m to 0.15 m) for acquiring the pitch angle for calculating the post-step pitch angle Pa_after may be appropriately changed. Therefore, in the case of the example of this flowchart, it is only necessary that the pitch angle data for 0.3 m + wheel base length, which is at least from 0.15 m before the step to 0.15 m after the step, be held in the memory or the like.

次に、ステップS206において、段差検出部13は、段差前ピッチ角Pa_beforeと段差後ピッチ角Pa_afterとの平均値Pa_slopeを算出してステップS207に進む。   Next, in step S206, the level difference detection unit 13 calculates an average value Pa_slope of the pitch angle Pa_before before the level difference and the pitch angle Pa_after after the level difference, and then proceeds to step S207.

次に、ステップS207において、段差検出部13は、段差の開始点から終了点までの間でピッチ変化の少ない部分、即ち、前輪101が段差に乗り上げてから後輪102が段差に乗り上げる直前のピッチ角のデータに平均化処理を施して、段差と傾斜分を含んだピッチ角Pa_step_slopeを算出してステップS208に進む(図19のC)。即ち、この段差のみピッチ角Pa_stepが、前輪101が段差を通過してから後輪102が段差に到達するまでの間に取得した第3ピッチ角となり、本フローチャートでは、前輪101が段差を通過してから後輪102が段差に到達するまでの間の少なくとも一部を走行する間に取得したピッチ角の平均値としている。   Next, in step S207, the level difference detection unit 13 determines a portion where the pitch changes little between the start point and the end point of the level difference, that is, the pitch immediately before the rear wheel 102 climbs the level difference after the front wheel 101 climbs the level difference. The corner data is averaged to calculate the pitch angle Pa_step_slope including the step and the slope, and the process proceeds to step S208 (C in FIG. 19). That is, the pitch angle Pa_step of only this step becomes the third pitch angle acquired from when the front wheel 101 passes the step until the rear wheel 102 reaches the step. In this flowchart, the front wheel 101 passes the step. The average value of the pitch angles acquired while traveling at least partly from when the rear wheel 102 reaches the level difference.

次に、ステップS208において、段差と傾斜分を含んだピッチ角Pa_step_slopeから平均値Pa_slopeを減算し段差のみピッチ角Pa_stepを算出してステップS209に進む。   Next, in step S208, the average value Pa_slope is subtracted from the pitch angle Pa_step_slope including the step and the inclination, and the pitch angle Pa_step is calculated only for the step, and the process proceeds to step S209.

次に、ステップS209において、段差のみピッチ角Pa_stepを(2)式のPaに代入して段差高さhを算出する。即ち、第1ピッチ角と、第2ピッチ角と、第3ピッチ角と、前輪の接地位置と後輪の接地位置との間の長さ(ホイールベース長H)と、に基づいて段差の高さを推定(算出)している。   Next, in step S209, the step height h is calculated by substituting the pitch angle Pa_step for only the step into Pa in the equation (2). That is, the height of the step is determined based on the first pitch angle, the second pitch angle, the third pitch angle, and the length between the ground contact position of the front wheel and the ground contact position of the rear wheel (wheel base length H). Is estimated (calculated).

以上の説明から明らかなように、ステップS203が取得工程であり、ステップS204〜S209が推定工程となる。   As is clear from the above description, step S203 is an acquisition process, and steps S204 to S209 are estimation processes.

なお、図20に示したフローチャートは、段差前ピッチ角Pa_before、段差後ピッチ角Pa_after、段差と傾斜分を含んだピッチ角Pa_step_slopeを平均化処理により求めていたが、該当区間の任意の1点のピッチ角を各ピッチ角として採用してもよい。また、図20に示したフローチャートは演算装置1で実行していていたが、ピッチ変化のデータをサーバ装置50に送信して、サーバ装置50の演算装置52で実行してもよい。   In the flowchart shown in FIG. 20, the pitch angle Pa_before before the step, the pitch angle Pa_after after the step, and the pitch angle Pa_step_slope including the step and the slope are obtained by the averaging process. A pitch angle may be adopted as each pitch angle. 20 is executed by the arithmetic device 1, the pitch change data may be transmitted to the server device 50 and executed by the arithmetic device 52 of the server device 50.

次に、図20のフローチャートで算出された段差高さhをバリアフリーマップに反映する方法(統計処理方法)を図21のフローチャートを参照して説明する。図21に示したフローチャートはサーバ装置50の演算装置52に実行される。   Next, a method of reflecting the step height h calculated in the flowchart of FIG. 20 in the barrier-free map (statistic processing method) will be described with reference to the flowchart of FIG. The flowchart shown in FIG. 21 is executed by the arithmetic device 52 of the server device 50.

まず、ステップS301において、演算装置52は通信機51が受信した車椅子100のIDと段差位置Spと段差高さhと受信しステップS302に進む。車椅子100のIDは、車椅子ごとに予め付与されたIDであって、演算装置1に設定されている。また、段差位置Spは、図15のステップS115で記録された段差の位置であり、段差高さhは、図20のステップS209で算出された値である。これら値は、演算装置1から通信機5を介してサーバ装置50に送信される。   First, in step S301, the computing device 52 receives the ID of the wheelchair 100, the step position Sp, and the step height h received by the communication device 51, and proceeds to step S302. The ID of the wheelchair 100 is an ID given in advance for each wheelchair and is set in the computing device 1. Further, the step position Sp is the position of the step recorded in step S115 in FIG. 15, and the step height h is the value calculated in step S209 in FIG. These values are transmitted from the computing device 1 to the server device 50 via the communication device 5.

次に、ステップS302において、ステップS301で受信した車椅子100のIDから、その車椅子100の重み付け値Wを取得する。そして、演算装置52は通信機51が受信した段差位置Spにおける段差高さhをWを用いて(考慮した上で)過去のデータとの間で平均化処理を行いステップS303に進む。この平均化処理によって算出された値を平均高さh_aveとし、平均高さ情報531として記憶装置43に蓄積する。この平均高さh_aveは、複数の車椅子100で検出された段差高さhを後述する重み付け処理後の平均値である。   Next, in step S302, the weighting value W of the wheelchair 100 is acquired from the ID of the wheelchair 100 received in step S301. Then, the arithmetic unit 52 performs an averaging process on the step height h at the step position Sp received by the communication device 51 with the past data using W (after considering), and proceeds to step S303. A value calculated by the averaging process is set as an average height h_ave, and is stored in the storage device 43 as average height information 531. This average height h_ave is an average value after weighting processing described later with respect to the step height h detected by the plurality of wheelchairs 100.

この重み付け値Wは、過去に送信された段差高さhの信頼度を示すものであり、記憶装置53に車椅子100のIDと紐付けされて記憶されている。この重み付け値Wは、例えば初期値を1として信頼度が上がるにしたがって数値を大きくするようにすればよい。そして、過去のデータが記憶されている記憶装置53の平均高さ情報531のデータとともに加重平均を算出する。   This weight value W indicates the reliability of the step height h transmitted in the past, and is stored in the storage device 53 in association with the ID of the wheelchair 100. The weighting value W may be increased as the reliability increases, for example, with an initial value of 1. Then, the weighted average is calculated together with the data of the average height information 531 of the storage device 53 in which past data is stored.

次に、ステップS303において、演算装置52はステップS301で受信されたIDの車椅子100に対する重み付け値Wを変更しステップS304に進む。本ステップでは、平均高さh_aveに対して通信機51が受信した段差高さhの差が大きい場合は、この車椅子100の重み付け値Wを所定量だけ下げる。また、平均高さh_aveに対して通信機51が受信した段差高さhの差が小さい場合は、この車椅子100の重み付け値Wを所定量だけ上げる。つまり、平均高さh_aveに近い段差高さhを出力する車椅子は重み付け値Wを高くすることになる。   Next, in step S303, the arithmetic unit 52 changes the weighting value W for the wheelchair 100 of the ID received in step S301, and proceeds to step S304. In this step, when the difference in the step height h received by the communication device 51 with respect to the average height h_ave is large, the weight value W of the wheelchair 100 is lowered by a predetermined amount. When the difference in the step height h received by the communication device 51 with respect to the average height h_ave is small, the weighting value W of the wheelchair 100 is increased by a predetermined amount. That is, the wheelchair that outputs the step height h close to the average height h_ave increases the weighting value W.

次に、ステップS304において、ステップS302で算出した平均高さh_aveに基づいてバリアフリーマップを作成或いは更新する。本ステップでは、例えば、演算装置52のレベル判定部521が段差レベルの閾値とステップS302で算出された平均高さh_aveとを比較し、段差レベルの判定を行う。この閾値は、例えば5cm、10cm等に段差レベルに応じて予め設定されており、例えば、算出された平均高さh_aveが6.8cmであった場合は、5cm以上10cm未満の範囲であるので、段差レベル2などと判定する。   Next, in step S304, a barrier free map is created or updated based on the average height h_ave calculated in step S302. In this step, for example, the level determination unit 521 of the arithmetic device 52 compares the step level threshold with the average height h_ave calculated in step S302 to determine the step level. This threshold is set in advance in accordance with the step level, for example, 5 cm, 10 cm, etc. For example, when the calculated average height h_ave is 6.8 cm, it is in the range of 5 cm to less than 10 cm. Judged as step level 2 or the like.

そして、演算装置52の更新部522は判定した段差レベルの結果に基づいて、記憶装置53の地図情報532に記憶されているバリア情報を作成あるいは更新する(バリアフリーマップを作成あるいは更新する)。   Then, the update unit 522 of the arithmetic device 52 creates or updates the barrier information stored in the map information 532 of the storage device 53 (creates or updates the barrier-free map) based on the determined level difference result.

本実施例によれば、ピッチレート取得部11が走行面上を車椅子100の前輪101が通過した際の第1ピッチレートと、第1ピッチレートが取得された位置を車椅子100の後輪102が通過した際の第2ピッチレートと、を取得し、補正部12が、取得した第1ピッチレート及び第2ピッチレートを、車椅子100の走行速度で除算することで補正する。そして、段差検出部13が、補正部12が補正した結果である第1ピッチ変化及び第2ピッチ変化に基づいて段差を検出する。このようにすることにより、前輪101と後輪102の2つの車輪が段差を通過する際のピッチレートを速度で補正するので、速度に依存しないで段差の検出を行うことができる。よって、比較的低い段差であっても精度良く路面上の段差を検出することができる。   According to the present embodiment, the rear wheel 102 of the wheelchair 100 indicates the first pitch rate when the front wheel 101 of the wheelchair 100 passes on the traveling surface by the pitch rate acquisition unit 11 and the position where the first pitch rate is acquired. The second pitch rate at the time of passing is acquired, and the correction unit 12 corrects the acquired first pitch rate and second pitch rate by dividing by the traveling speed of the wheelchair 100. And the level | step difference detection part 13 detects a level | step difference based on the 1st pitch change and 2nd pitch change which are the results which the correction | amendment part 12 correct | amended. By doing so, the pitch rate when the two wheels of the front wheel 101 and the rear wheel 102 pass through the step is corrected by the speed, so that the step can be detected without depending on the speed. Therefore, the step on the road surface can be detected with high accuracy even if the step is relatively low.

また、段差検出部13は、第1ピッチレートが取得された位置から前輪101の接地位置と後輪102の接地位置との間の長さに関連する距離(例えばホイールベース長H)を車椅子100が移動した際に取得されたピッチレートを第2ピッチレートとしてもよい。このようにすることにより、既知の値である車椅子100の前輪101の接地位置と後輪102の接地位置の長さに基づいて、第2ピッチレートを検出する位置を特定することができる。   Further, the level difference detection unit 13 sets a distance (for example, wheelbase length H) related to the length between the ground contact position of the front wheel 101 and the ground contact position of the rear wheel 102 from the position at which the first pitch rate is acquired to the wheelchair 100. It is good also considering the pitch rate acquired when this moved as the 2nd pitch rate. By doing in this way, the position which detects a 2nd pitch rate can be specified based on the length of the grounding position of front wheel 101 of wheelchair 100 and the grounding position of rear wheel 102 which are known values.

また、段差検出部13は、第1ピッチ変化の絶対値が予め定めた閾値T1以上、かつ第2ピッチ変化の絶対値が予め定めた閾値T2以上である場合に、当該位置を段差として検出してもよい。このようにすることにより、一定以上の絶対値を持つピッチレートが前輪101通過時と後輪102通過時で検出された場合を段差とすることができるので、段差の検出を精度良くすることができる。   In addition, the step detection unit 13 detects the position as a step when the absolute value of the first pitch change is equal to or greater than the predetermined threshold T1 and the absolute value of the second pitch change is equal to or greater than the predetermined threshold T2. May be. In this way, the pitch can be detected when the pitch rate having a certain absolute value or more is detected when the front wheel 101 passes and when the rear wheel 102 passes, so that the step can be detected with high accuracy. it can.

また、前輪101と後輪102は車輪径が異なっていても良く、閾値T1と閾値T2は、車輪径が大きいほど小さく設定することにより、例えば、車椅子のような前輪101の車輪径が後輪102の車輪径よりも小さい場合でも、段差の検出を精度良くすることができる。   Further, the front wheel 101 and the rear wheel 102 may have different wheel diameters, and the threshold value T1 and the threshold value T2 are set to be smaller as the wheel diameter is larger. Even when the wheel diameter is smaller than 102, the level difference can be detected with high accuracy.

また、段差検出部13は、第1ピッチ変化が閾値T1未満となった後のピッチ変化の平均値Pd_aveからの変化量であるピッチ変化量ΔPdと閾値T2とを比較してもよい。このようにすることにより、例えば、段差の前後に傾斜がある場合に、第2ピッチ変化の誤検出を防止することができる。   Further, the level difference detection unit 13 may compare the pitch change amount ΔPd, which is a change amount from the average value Pd_ave of the pitch change after the first pitch change is less than the threshold value T1, with the threshold value T2. By doing so, for example, when there is an inclination before and after the step, erroneous detection of the second pitch change can be prevented.

また、段差検出部13が前輪101が段差に到達する直前に算出した段差前ピッチ角Pa_beforeと、後輪102が段差を通過した直後に算出した段差後ピッチ角Pa_afterと、前輪101が段差を通過してから後輪102が段差に到達するまでの間に算出した段差と傾斜分を含んだピッチ角Pa_step_slopeと、車椅子100のホイールベース長Hと、に基づいて段差の高さを推定している。このようにすることにより、前輪101のみが段差を通過した際のピッチ角だけでなく、段差直前の段差前ピッチ角Pa_beforeと段差通過後の段差後ピッチ角Pa_afterを取得しているので、段差の前後に傾斜面があっても精度良く段差高さを推定することができる。   Also, the step detection unit 13 calculates the pitch angle Pa_before before the step calculated just before the front wheel 101 reaches the step, the pitch angle Pa_after after the step calculated immediately after the rear wheel 102 passes the step, and the front wheel 101 passes the step. The height of the step is estimated on the basis of the pitch angle Pa_step_slope including the step and the inclination calculated after the rear wheel 102 reaches the step and the wheelbase length H of the wheelchair 100. . In this way, not only the pitch angle when only the front wheel 101 passes through the step, but also the pre-step pitch angle Pa_before immediately before the step and the post-step pitch angle Pa_after after the step are acquired, so Even if there are front and back inclined surfaces, the step height can be accurately estimated.

また、前輪101が段差に到達する直前の0.15m〜0.1mを走行する間に算出したピッチ角の平均値を段差前ピッチ角Pa_beforeとしている。このようにすることにより、段差前ピッチ角Pa_beforeが走行面上の小さな凹凸等のノイズ成分によって影響を受けにくくすることができ、精度を向上させることができる。   Further, an average value of pitch angles calculated while traveling from 0.15 m to 0.1 m immediately before the front wheel 101 reaches the step is defined as a pitch angle Pa_before before the step. By doing in this way, pitch angle Pa_before before level | step difference can be made hard to be influenced by noise components, such as a small unevenness | corrugation on a driving | running | working surface, and a precision can be improved.

また、後輪102が段差を通過した直後の0.1m〜0.15mを走行する間に取得したピッチ角の平均値を段差後ピッチ角Pa_afterとしている。このようにすることにより、段差後ピッチ角Pa_afterが走行面上の小さな凹凸等のノイズ成分によって影響を受けにくくすることができ、精度を向上させることができる。   In addition, an average value of pitch angles acquired while the rear wheel 102 travels 0.1 m to 0.15 m immediately after passing through the step is defined as a post-step pitch angle Pa_after. By doing so, the post-step pitch angle Pa_after can be made less susceptible to noise components such as small irregularities on the running surface, and the accuracy can be improved.

また、前輪101が段差を通過してから後輪102が段差に到達するまでの間の少なくとも一部を走行する間に取得したピッチ角の平均値を段差と傾斜分を含んだピッチ角Pa_step_slopeとしている。このようにすることにより、段差と傾斜分を含んだピッチ角Pa_step_slopeが走行面上の小さな凹凸等のノイズ成分によって影響を受けにくくすることができ、精度を向上させることができる。   In addition, an average value of pitch angles acquired while traveling at least part of the time from when the front wheel 101 passes the step until the rear wheel 102 reaches the step is defined as a pitch angle Pa_step_slope including the step and the slope. Yes. By doing so, the pitch angle Pa_step_slope including the step and the inclination can be made less susceptible to noise components such as small irregularities on the running surface, and the accuracy can be improved.

また、車椅子100のピッチレートを更に取得し、段差検出部13は、取得したピッチレートの絶対値が予め定めた閾値以上となった場合に、前輪101または後輪102が段差に到達したと判定し、その後閾値未満となった場合に、前輪101または後輪102が段差を通過したと判定してもよい。このようにすることにより、段差に前輪101や後輪102といった車輪が到達すると、車体のピッチが大きく変化するため、ピッチレートが変化する。したがって、ピッチレートの変化によって、車輪が段差を越えたことを検出することができる。   Further, the pitch rate of the wheelchair 100 is further acquired, and the level difference detection unit 13 determines that the front wheel 101 or the rear wheel 102 has reached the level difference when the absolute value of the acquired pitch rate is equal to or greater than a predetermined threshold value. Then, when it becomes less than the threshold value thereafter, it may be determined that the front wheel 101 or the rear wheel 102 has passed the step. In this way, when the wheels such as the front wheel 101 and the rear wheel 102 reach the step, the pitch of the vehicle body changes greatly, so that the pitch rate changes. Therefore, it is possible to detect that the wheel has exceeded the step due to the change in the pitch rate.

また、段差を検出した場合に、メモリ等に保持されているピッチ角に基づいて段差の高さを推定してもよい。このようにすることにより、段差検出前後のピッチ角を保持しておき、段差検出後に段差の高さを推定することが可能となる。例えば、演算装置1で算出するに限らず、サーバ装置50で段差の高さを推定するようにしてもよい。   Further, when a step is detected, the height of the step may be estimated based on a pitch angle held in a memory or the like. By doing so, it is possible to maintain the pitch angle before and after the step detection and to estimate the height of the step after the step detection. For example, the height of the step may be estimated by the server device 50 without being calculated by the arithmetic device 1.

また、サーバ装置50が、複数の車椅子100で検出した段差高さhの平均値を当該位置の段差高さとしているので、段差高さの検出精度を向上させることができる。   In addition, since the server device 50 sets the average value of the step heights h detected by the plurality of wheelchairs 100 as the step height at the position, the detection accuracy of the step height can be improved.

また、サーバ装置50では、重み付け値Wを用いて車椅子100毎に重み付けを行っているので、車椅子100で検出される値の信頼性に基づいて段差高さを反映することができ、段差高さの検出精度を向上させることができる。   Further, since the server device 50 performs weighting for each wheelchair 100 using the weighting value W, the step height can be reflected based on the reliability of the value detected by the wheelchair 100. Detection accuracy can be improved.

なお、上述した実施例では、サーバ装置50で段差レベルの判定を行っていたが、車椅子100に搭載される演算装置1で算出した段差高さhに基づいて判定を行ってもよい。そして、判定結果と段差が検出された位置の緯度、経度と車椅子100のIDとを通信機5を介してサーバ装置50に送信してもよい。   In the embodiment described above, the step level is determined by the server device 50, but the determination may be performed based on the step height h calculated by the arithmetic device 1 mounted on the wheelchair 100. Then, the determination result, the latitude and longitude of the position where the step is detected, and the ID of the wheelchair 100 may be transmitted to the server device 50 via the communication device 5.

また、上述した実施例では、段差検出装置として車椅子100に搭載される演算装置1で説明したが、専用の装置でなくてもよく、例えば、GPS受信機、ジャイロセンサおよび、速度センサを搭載した(又は接続可能な)スマートフォン等の通信機能を持った端末機器であれば、上述したフローチャートをアプリ(コンピュータプログラム)とすることで、段差検出装置として機能させることができる。この場合は、車椅子にホルダ等を設け、そのホルダにスマートフォン等を取り付ければよい。即ち、移動体に取り付け可能な段差検出装置となる。   In the above-described embodiment, the calculation device 1 mounted on the wheelchair 100 is described as the step detection device. However, the calculation device 1 may not be a dedicated device. For example, a GPS receiver, a gyro sensor, and a speed sensor are mounted. If the terminal device has a communication function such as a smartphone (or can be connected), the above-described flowchart can be used as an application (computer program) to function as a step detection device. In this case, a holder or the like may be provided on the wheelchair, and a smartphone or the like may be attached to the holder. That is, it becomes a level | step difference detection apparatus which can be attached to a moving body.

また、上述した実施例では、上り段差を通過したか、下り段差を通過したかの情報は取得できるので、その情報と車椅子100の移動軌跡等の移動の方向とによりどのような段差か(どの方向から移動すると上りあるいは下り段差となるか)を判定してもよい。   Further, in the above-described embodiment, since it is possible to obtain information on whether or not the vehicle has passed an ascending step or a descending step, what kind of step is determined by the information and the direction of movement such as the movement locus of the wheelchair 100 (which It may be determined whether or not an up or down step occurs when moving from the direction.

また、上述した実施例では、移動体として車椅子で説明したが、シニアカー、ベビーカー、ゴルフカート、自転車、自動車、台車、車輪を有するロボット等、走行路面上を走行するための前後輪を備えるものであればよい。   In the above-described embodiments, the wheelchair is described as the moving body. However, senior cars, strollers, golf carts, bicycles, automobiles, carts, robots having wheels, and the like are provided with front and rear wheels for traveling on the traveling road surface. I just need it.

また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の段差検出装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。   Further, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. Of course, such modifications are included in the scope of the present invention as long as the configuration of the step detecting device of the present invention is provided.

1 演算装置
2 GPS受信機
3 速度センサ
4 ジャイロセンサ
5 通信機(送信手段)
10 段差検出装置
11 ピッチレート取得部(取得手段)
12 補正部(補正手段)
13 段差検出部(段差検出手段、位置取得手段、推定手段)
50 サーバ装置
100 車椅子(移動体)
101 前輪
102 後輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Arithmetic unit 2 GPS receiver 3 Speed sensor 4 Gyro sensor 5 Communication device (transmission means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Level | step difference detection apparatus 11 Pitch rate acquisition part (acquisition means)
12 Correction part (correction means)
13 Step detection unit (step detection means, position acquisition means, estimation means)
50 Server device 100 Wheelchair (moving body)
101 Front wheel 102 Rear wheel

Claims (8)

移動体の単位移動距離当たりのピッチ角の変化であるピッチ変化を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した、i)走行面上を前記移動体の前輪が通過した際の第1ピッチ変化と、ii)前記第1ピッチ変化が取得された位置を前記移動体の後輪が通過した際の第2ピッチ変化と、に基づいて段差を検出する段差検出手段と、
を備えることを特徴とする段差検出装置。
An acquisition means for acquiring a pitch change which is a change in pitch angle per unit moving distance of the moving body;
I) acquired by the acquisition means, i) a first pitch change when the front wheel of the moving body passes on the running surface, and ii) a rear wheel of the moving body passes the position where the first pitch change is acquired. A step detecting means for detecting a step based on the second pitch change when
A level difference detection apparatus comprising:
前記取得手段は、前記移動体のピッチ角の単位時間当たりの変化であるピッチレートを前記移動体の走行速度に基づいて補正することで前記ピッチ変化を取得することを特徴とする請求項1に記載の段差検出装置。   The said acquisition means acquires the said pitch change by correct | amending the pitch rate which is the change per unit time of the pitch angle of the said mobile body based on the travel speed of the said mobile body. The level | step difference detection apparatus of description. 前記段差検出手段は、前記第1ピッチ変化の絶対値が予め定めた第1の閾値以上、かつ前記第2ピッチ変化の絶対値が予め定めた第2の閾値以上である場合に、当該位置を段差として検出することを特徴とする請求項1または2に記載の段差検出装置。   The step detecting means determines the position when the absolute value of the first pitch change is equal to or greater than a predetermined first threshold value and the absolute value of the second pitch change is equal to or greater than a predetermined second threshold value. The level difference detection apparatus according to claim 1, wherein the level difference detection apparatus detects the level difference. 前記段差検出手段は、前記第1ピッチ変化の絶対値が予め定めた第1の閾値以上となり前記第1の閾値未満となった後のピッチ変化の平均値から前記第2ピッチ変化までの変化量の絶対値と、予め定めた第2の閾値と、を比較することを特徴とする請求項1または2に記載の段差検出装置。   The level difference detecting means is the amount of change from the average value of the pitch change to the second pitch change after the absolute value of the first pitch change is greater than or equal to a predetermined first threshold value and less than the first threshold value. The step difference detection device according to claim 1, wherein an absolute value of the step is compared with a predetermined second threshold value. 前記前輪と前記後輪は車輪径が異なり、前記第1の閾値と前記第2の閾値は、車輪径が大きいほど小さいことを特徴とする請求項3または4に記載の段差検出装置。   The step detection device according to claim 3 or 4, wherein the front wheel and the rear wheel have different wheel diameters, and the first threshold value and the second threshold value are smaller as the wheel diameter is larger. 走行面上の段差を検出する段差検出装置の段差検出方法であって、
移動体の単位移動距離当たりのピッチ角の変化であるピッチ変化を取得する取得工程と、
前記取得工程で取得した、i)走行面上を前記移動体の前輪が通過した際の第1ピッチ変化と、ii)前記第1ピッチ変化が取得された位置を前記移動体の後輪が通過した際の第2ピッチ変化と、に基づいて段差を検出する段差検出工程と、
を含むことを特徴とする段差検出方法。
A step detection method for a step detection device for detecting a step on a running surface,
An acquisition step of acquiring a pitch change that is a change in pitch angle per unit moving distance of the moving body;
I) acquired in the acquisition step, i) a first pitch change when the front wheel of the moving body passes on the traveling surface, and ii) a rear wheel of the moving body passes through the position where the first pitch change is acquired. A step detecting step for detecting a step based on the second pitch change when
A step detection method comprising:
請求項6に記載の段差検出方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする段差検出プログラム。   A step detection program that causes the computer to execute the step detection method according to claim 6. 請求項7に記載の段差検出プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium storing the step detection program according to claim 7.
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