JP2018010579A - 誘導型歩行補助システム - Google Patents

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Mayu Yazawa
まゆ 矢澤
耕治 七種
Koji Nanatane
耕治 七種
門脇 琢哉
Takuya Kadowaki
琢哉 門脇
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Abstract

【課題】ユーザを目的地まで効率的に移動させることができ、ユーザの歩行も軽減できる誘導型歩行補助システムを提供する。【解決手段】誘導型歩行補助システムは、管理サーバ1と、管理サーバ1と通信可能な複数のモビリティカー2とから構成される。管理サーバ1は、モビリティカー2の識別情報とユーザの個人特定情報とを格納する管理データベース3を備える。モビリティカー2は、ユーザが着座する座席と、座席を移動させる車輪を含む駆動機構と、ユーザの個人認証を行う認証手段と、自己の現在位置を検知する現在位置検知手段と、目的地を入力する目的地入力手段と、を備える。モビリティカー2は、地図情報をもとに現在位置から目的地までの経路を生成し、経路にしたがって移動するように駆動機構を制御する。【選択図】図1

Description

本発明は、ユーザを目的地まで誘導する誘導型歩行補助システムに関する。
例えば大規模なショッピングセンタには、多数の店舗が存在し、その面積も広い。広いショッピングセンタを歩き回るのは、健常者にとって疲れを伴うし、高齢者、子供連れの家族、身障者にとっては歩くこと自体が困難である。
ユーザの歩行を軽減するために、ショッピングセンタには、歩行補助車、車椅子、ベビーカーが装備される。
しかし、歩行補助車、車椅子、ベビーカーには、ユーザが自ら操作する必要があるという課題がある。ショッピングセンタには、多数の店舗が存在する。目的の店舗を的確に探し出すのに苦労し、目的の店舗に効率的に移動できない。
ショッピングセンタの店舗を効率的に回るために、特許文献1には、ロボットが買物ルートに沿ってユーザを案内する案内ロボットが開示されている。この案内ロボットは、ユーザが目的の店舗を入力すると、ショッピングセンタ内の買物ルートを作成し、買物ルートに沿ってユーザを案内する。
特開2008−3860号公報
しかし、特許文献1に記載の案内ロボットにあっては、案内ロボットが買物ルートを案内してくれるだけであり、ユーザは自らの足で歩かなければならない。広いショッピングセンタを歩くのは、ユーザにとって苦労である。
そこで、本発明は、ユーザを目的地まで効率的に移動させることができ、ユーザの歩行も軽減できる誘導型歩行補助システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、管理サーバと前記管理サーバと通信可能な複数のモビリティカーとから構成される誘導型歩行補助システムであって、前記管理サーバは、前記モビリティカーの識別情報とユーザの個人特定情報とを格納する管理データベースを備え、前記モビリティカーは、前記ユーザが着座する座席と、前記座席を移動させる車輪を含む駆動機構と、前記ユーザの個人認証を行う認証手段と、自己の現在位置を検知する現在位置検知手段と、目的地を入力する目的地入力手段と、を備え、前記モビリティカー又は前記管理サーバは地図情報をもとに前記現在位置から前記目的地までの経路を生成し、前記モビリティカーは前記経路にしたがって移動するように前記駆動機構を制御する誘導型歩行補助システムである。
本発明の一態様によれば、ユーザがモビリティカーに目的地を入力すれば、モビリティカーがユーザを目的地まで移動させる。このため、ユーザを目的地まで効率的に移動させることができる。また、ユーザはモビリティカーに座ったまま目的地まで移動する。このため、ユーザの歩行を軽減できる。
本発明の一実施形態の誘導型歩行補助システムの構成図である。 本実施形態のモビリティカーの機能ブロック図である。 本実施形態の誘導型歩行補助システムが適用されるショッピングセンタの平面図である。 ショッピングセンタを移動する本実施形態のモビリティカーの鳥瞰図である。 本実施形態のモビリティカーの拡大斜視図である。 本実施形態のRFIDリーダの配置例を示す図である。 本実施形態のモビリティカー収納設備の模式側面図である。 本実施形態の充電システムを示す図である(図8(a)は連結型の充電システムを示し、図8(b)は非接触型の充電システムを示す)。 本実施形態の電源供給システムを示す図である(図9(a)は単独型の電源供給システムを示し、図9(b)は連結型の電源供給システムを示す)。
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態の誘導型歩行補助システムを説明する。図1は、本実施形態の誘導型歩行補助システムの構成図である。誘導型歩行補助システムは、無線LAN(Local Area Network)を介して互いにデータの送受信が可能な管理サーバ1と複数のモビリティカー2とから構成される。
管理サーバ1は、LANを介して互いにデータの送受信が可能なクラウドステーション1bと複数の施設クラウド1aとから構成される。
管理サーバ1の施設クラウド1aには、モビリティカー2の管理情報を格納する管理データベース(管理DB3)が接続される。管理情報には、施設情報(施設ID)、モビリティカー2の識別情報(機器ID)、ユーザの個人特定情報(個人ID)、モビリティカー2の現在位置情報、モビリティカー2の状態情報(走行中、停止中、充電中、SOS信号、非常停止など)、施設の混雑情報が含まれる。施設クラウド1aの表示装置12には、施設ID、モビリティカー2の機器ID、ユーザの個人ID、モビリティカー2の現在位置、モビリティカー2の管理情報等が表示される。施設クラウド1aのマップ表示装置13には、地図と一緒にモビリティカー2の現在位置、モビリティカー2の状態及び混雑状況が施設のフロア毎に表示される。
施設クラウド1aには、管理DB3の他に、地図情報(経路探索に必要な経路探索用データ)を格納した経路探索用DB4、地図の表示に必要な地図データを格納した地図DB5、混雑情報を格納した混雑情報DB6、ユーザに目的地の店舗を選択させるための目的地DB7、商品が販売される店舗情報を格納した商品情報DB8、店舗の宣伝情報を格納した店舗宣伝情報DB9、ユーザが作成した買物リスト情報を格納した買物リストDB10、荷物収納ボックスの識別情報を格納した荷物収納ボックスDB11が接続される。
クラウドステーション1bには、施設X1〜X3毎の混雑情報、緊急情報(SOS信号、非常停止など)を格納するDB14が接続される。クラウドステーション1bの表示装置15には、施設X1〜X3毎の混雑状況、緊急状況が表示される。
モビリティカー2は、無線LANを介して施設クラウド1aと通信する。モビリティカー2には、管理情報を施設クラウド1aと通信するデータ管理部21が設けられる。また、モビリティカー2は、施設内の室内GPS18(Global Positioning System 位置検知システム)のアンテナから放射される電磁波を受信し、自己位置を検出する。また、室内GPS18は施設のフロア単位で管理されることによって、フロア単位での検出が可能になる。
室内GPS18の替わりに又は室内GPS18と併用して、UWB(Ultra Wide Brand)位置検知システムなどを使用することもできる。全ての位置を網羅する室内GPS18が設置できない場合、主な場所の位置検出に室内GPS18を使い、その間はモビリティカー2のセンサ27(車輪回転数検知センサ、進行方向検知センサ)を用いることによって、現在位置を把握してもよい。
図2は、モビリティカー2の機能ブロック図を示す。上記のように、モビリティカー2は、無線LANを介して施設クラウド1aと通信するデータ管理部21を備える。データ管理部21は、書込・読出機能を持つメモリを備え、施設クラウド1aと一定時間毎に通信を行う。データ管理部21で管理されるモビリティカー2の管理情報には、施設ID、機器ID、個人ID、現在位置、充電量、状態(走行中、停止中、待機中、充電中、SOS信号、非常停止、自動・割り込み・手動・結び付けモード、掃除、空気清浄)、店舗、目的地、施設の混雑情報などが含まれる。
モビリティカー2は、ユーザが進む方向を入力するレバー20(図5参照)の操作を検出するための力センサ23を備える。また、モビリティカー2は、ユーザに目的地又は購入対象の商品情報を入力させる入力手段としてのタッチパネル(入力装置)、現在位置及び混雑情報を表示する表示装置、音声装置、指紋認証センサなどを制御するユーザインターフェース24を備える。
ユーザインターフェース24には、ユーザの個人認証を行う認証部25が接続される。個人認証は、ユーザにモビリティカー2の占有権を持たせるために行われる。認証部25は、指紋認証センサで捕捉したユーザの指紋の特徴パラメータを既登録のものと比較し、両者が一致すれば、モビリティカー2へのアクセスを許可する。
認証部25は、指紋認証方式の個人認証手段の他にカード方式の個人認証手段を備える。カード方式の個人認証手段は、ユーザが提示する携帯端末(携帯電話などの無線でネットワークに接続する携帯型の端末)又はICカードからユーザの個人特定情報を読み取って認証する。
モビリティカー2は、室内GPS18を受信する室内GPS26と、室内GPS26及びセンサ27(車輪回転数検知センサ、進行方向検知センサ)によって現在位置を計測する現在位置検知手段としての現在位置検知部28と、を備える。経路生成部22は、現在位置情報及び地図情報をもとに、現在位置から目的地までの経路を生成する。この経路生成部22を施設クラウド1aに設けることもできる。
ユーザがユーザインターフェース24を介して目的地として店舗を入力した場合、経路生成部22は、施設クラウド1aの目的地DB7を参照して店舗の位置情報を取得する。一方、ユーザがユーザインターフェース24を介して購入対象の商品を入力した場合、経路生成部22は、施設クラウド1aの商品情報DB8及び目的地DB7を参照して、商品が販売される店舗の位置情報を取得する。そして、経路生成部22は、現在位置から目的地までの経路探索を、経路探索用DB4を参照しつつ実行する。ユーザが複数の目的地又は複数の商品を入力した場合、経路生成部22は、経路が最短になるように最適経路を生成する。生成した経路は、地図情報と共にユーザインターフェース24の表示装置に表示される。
施設クラウド1aには、インターネットを介してユーザの携帯端末が接続される。施設クラウド1aは、ユーザが携帯端末のアプリを起動すると、施設クラウド1aの買物リストDB10に買物リスト(購入対象の商品)を登録できるように構成される。ユーザが携帯端末をモビリティカー2のユーザインターフェース24にかざして個人IDを送信すると、データ管理部21が受信した個人IDをもとに施設クラウド1aの買物リストDB10から個人IDの買物リストを取得する。そして、経路生成部22が商品情報DB8及び目的地DB7をもとに経路を生成する。
経路生成部22は、経路の生成にあたり、施設クラウド1aから送信される施設の混雑情報も考慮する。経路生成部22は、混雑情報をもとに混雑した位置を含まないように経路を生成する。混雑情報については後述する。
制御部29は、生成した経路にしたがってモビリティカー2が移動するように駆動機構30を制御する。駆動機構30は、車輪31(図5参照)、車輪31を回転させるモータ、及びモータを駆動するドライバを備える。
制御部29は、自動運転中、経路にしたがってモビリティカー2が移動するように方向指令、速度指令を出力する。自動運転中にユーザが強い力でレバー20を操作すると、制御部29は運転モードを割り込みモードに切り替える。割り込みモードでは、レバー20の操作に応じて手動でモビリティカー2を移動させる。再び自動運転モードに切り替えたい場合、ユーザインターフェース24を介して自動運転モードを選択すればよい。
障害物検知部32は、例えばスキャン式レンジセンサからなり、モビリティカー2の周囲の障害物又は人(以下、障害物等という)を検知する。障害物等には、他人が占有するモビリティカー2も含まれる。障害物検知部32は、障害物等の位置及び障害物等までの距離を検知する。モビリティカー2の周囲の障害物等を検知できるように、障害物検知部32はモビリティカー2の前後左右に設けられる。
障害物検知部32が検知した位置情報及び距離情報は、制御部29に送られる。制御部29は、障害物等が停止しているとき、又は自己のモビリティカー2に向かって移動しているとき、障害物等を避けるように、モビリティカー2の進行方向を変化させる。また、制御部29は、前方にある障害物等が自己のモビリティカー2と同一方向に移動するとき、自己のモビリティカー2が障害物等と同一の速度で移動するように駆動機構30を制御する。これにより、モビリティカー2が障害物等とぶつかることなく、モビリティカー2を群れで渋滞なく走行させることが可能になる。
ユーザは、ユーザインターフェース24のタッチパネルを介して結び付けモードを選択可能である。ユーザが結び付けモードを選択した場合、障害物検知部32は、先導するモビリティカー2又は人(以下、先導モビリティカー等という)を検知する。制御部29は、自己のモビリティカー2が先導モビリティカー等に追従、すなわち、先導モビリティカー等と同一速度で同一方向に移動するように駆動機構30を制御する。
例えば、親が先導モビリティカーに乗り、子が追従するモビリティカー2に乗れば、親子での買い物が容易になる。親の歩行にモビリティカー2が追従する場合も同様である。また、追従するモビリティカー2に荷物を載せれば、荷物の運搬が容易になる。
符号33は、モビリティカー2に設けられたRFIDタグである。RFIDタグは混雑状況を検知するために設けられる。混雑状況については後述する。
モビリティカー2には、さらに以下の機能を持たせることもできる。例えば、施設クラウド1aの混雑情報DB6から取得した混雑情報をユーザインターフェース24の表示装置に表示する。施設クラウド1aの店舗宣伝情報DB9から取得した店舗の宣伝情報をユーザインターフェース24又はモビリティカー2の外部広告用表示装置56に表示する。ハード上の非常停止スイッチとソフト上のSOS信号スイッチを設け、非常停止信号、SOS信号を施設クラウド1aに送信する。音声装置を設け、モビリティカー2が方向転換するときに「右に曲がります」などの音声をウインカーの方向指示と同時に発生する。課金システムを設け、使用時間、使用距離などに応じて課金する。吸引バキュームを設け、日中移動時、夜間自立走行時、待機中などに吸引バキュームで掃除する。空気清浄・脱臭機能を設け、日中移動時、待機中などに空気清浄・脱臭する。
図3は、本実施形態の誘導型歩行補助システムが適用されるショッピングセンタの平面図である。符号41が駐車場又は出入口エリアであり、符号42がショッピングセンタであり、符号2がモビリティカーである。多数のモビリティカー2は収納設備51に収納される。
ユーザがモビリティカー2に目的地として、店舗A、店舗B、店舗C、店舗F、店舗Gを入力すると、図3中実戦で示す経路(走行ルート)が生成され、モビリティカー2は経路に沿って移動する。
図4は、ショッピングセンタ42を移動するモビリティカー2の鳥瞰図である。図5は、モビリティカー2の拡大斜視図である。図5に示すように、モビリティカー2は、ユーザが乗る円盤状の本体部34と、本体部34の下に回転可能に設けられる車輪31と、本体部34に固定される座席35と、本体部34に固定される支柱36と、を備える。座席35を収納スペースとして利用できるように、座席35の座面部分35aは取り外し可能である。座席35の後方には、背もたれ50(図8(b)参照)が設けられる。支柱36の上端部には、レバー20が設けられる。支柱36には、タッチパネル式の表示装置37も固定される。
なお、図4及び図5はモビリティカー2の構成の一例を示すものであり、モビリティカー2の構成は図示の形態に限られるものではない。
図3に示すように、本実施形態の誘導型歩行補助システムは、駐車場又は出入口エリア41に配置される荷物収納ボックス43と、ユーザが購入した商品などの荷物を店舗A〜Gから荷物収納ボックス43まで搬送する荷物搬送装置44(荷物搬送装置44を矢印の破線で示す)と、を備える。荷物搬送装置44は、ショッピングセンタ42の上部の邪魔にならない空間に配置される。
施設クラウド1aには、荷物収納ボックスDB11(図1参照)が接続される。施設クラウド1aは、荷物収納ボックスDB11を参照して、ユーザの個人IDの荷物収納ボックス43の識別情報を取得する。荷物搬送装置44は、該当する荷物収納ボックス43に荷物を搬送する。荷物が荷物収納ボックス43に搬送された後、荷物収納ボックス43は、ユーザの個人IDを読み取る。読み取った個人IDが既登録の個人IDに一致したら、荷物収納ボックス43の窓口を開く。
大きな荷物をモビリティカー2で運ぶのは困難である。荷物搬送装置44を設けることで、モビリティカー2の走行ルートと荷物の運搬ルートとを分けることができ、荷物の運搬が容易になる。
図6に示すように、店舗A〜G、エレベータ(EV)、トイレ(WC)などの混雑が予想される部分には、RFIDリーダ((A)〜(K))が配置される。RFIDリーダ((A)〜(K))は施設クラウド1aと専用の通信回線によって接続される。RFIDリーダ((A)〜(K))は、モビリティカー2に取り付けられたRFIDダグ33のID(図2参照)のデータを読み取り、このデータを施設クラウド1aに送信する。施設クラウド1aは、このデータを混雑情報として管理し、混雑情報DB6に格納する。
図7は、モビリティカー2を収納するモビリティカー収納設備51の模式側面図である。モビリティカー収納設備51には、上下方向に複数段、水平方向に複数列のモビリティカー2を収納する保管棚52が設けられる。
モビリティカー搬送装置53は、自動倉庫の原理で、入出庫口54と保管棚52との間でモビリティカー2を搬送する。すなわち、モビリティカー搬送装置53は、入庫時に入出庫口54からモビリティカー2を受け取り、保管棚52に収納する。これとは逆に、出庫時に保管棚52からモビリティカー2を受け取り、入出庫口54に出す。モビリティカー搬送装置53は、スタッカークレーンからなる。
ユーザがモビリティカー2の使用を終了した後(例えばユーザがモビリティカー2のタッチパネルの終了スイッチを押した後)、施設クラウド1aはモビリティカー2の目的地に入出庫口54を入力する。これにより、モビリティカー2を自動的に入出庫口54に移動させることができる。
図8(a)は、モビリティカー2を充電するための充電システム(連結されたモビリティカー2の底面図)を示す。図8(a)は、連結充電型の充電システムを示す。図8(a)に示すように、モビリティカー2の進行方向の前後には、バッテリ38に接続される2つの外部コネクタ39a,39bが設けられる。複数のモビリティカー2の外部コネクタ39a,39bを繋ぎ合わせ、モビリティカー2の端の外部コネクタ39a´を充電器40に繋げることで、複数のモビリティカー2を同時に充電することができる。モビリティカー2は、電欠になる前に自ら充電システムに移動する。
図8(b)は、非接触型の充電システム(モビリティカーの側面図)を示す。モビリティカー2には、非接触給電のための受電側コイル47aが設けられる。充電スタンド48には、非接触給電のための送電側コイル47bが設けられる。送電側コイル47bと受電側コイル47aを近接させ、送電側コイル47bに電流を流すことで、受電側コイル47aに電力を送る。モビリティカー2は、電欠になる前に自ら充電スタンドに移動する。
図9は、モビリティカー2の電源供給システムを示す。図9(a)は、単独型の電源供給システムを示す。図9(a)に示すように、単独のモビリティカー2にはバッテリ(内蔵電池)38が搭載され、バッテリ38からのDC電源をDC/ACアダプタ45を介して交流電源46に供給する。単独のモビリティカー2に「通常時」と「災害時」の2つのモードを選択できる切換スイッチを設けておいてもよい。例えば地震などの災害が発生した際に、切換スイッチを「災害時」に切り換えることによって、バッテリ38から外部コネクタ39bにDC電源を供給し、DC/ACアダプタ45を介して交流電源46に供給でき、災害時に利用することが可能になる。電源供給する電力量が大きいときは、図9(b)に示すように、複数のモビリティカー2を数珠つなぎにして同時に電源供給することも可能である。
本発明の誘導型歩行補助システムは、ショッピングセンタ、遊園地、病院、空港、行政施設、観光施設、タウンモビリティ、循環型移動ルート、出前に適用することができる。
1…管理サーバ
1a…施設クラウド
1b…クラウドステーション
2…モビリティカー
3…管理データベース
21…データ管理部
22…経路生成部
24…ユーザインターフェース(目的地入力手段、選択手段)
25…認証部(認証手段)
28…現在位置検知部(現在位置検知手段)
29…制御部
30…駆動機構
31…車輪
32…障害物検知部
34…本体部
35…座席
38…バッテリ(内蔵電池)
39a…外部コネクタ
39b…外部コネクタ
41…駐車場又は出入口エリア
42…ショッピングセンタ
43…荷物収納ボックス
44…荷物搬送装置
51…モビリティカー収納設備
52…保管棚
53…モビリティカー搬送装置
54…入出庫口
店舗A〜G…目的地

Claims (7)

  1. 管理サーバと前記管理サーバと通信可能な複数のモビリティカーとから構成される誘導型歩行補助システムであって、
    前記管理サーバは、前記モビリティカーの識別情報とユーザの個人特定情報とを格納する管理データベースを備え、
    前記モビリティカーは、前記ユーザが着座する座席と、前記座席を移動させる車輪を含む駆動機構と、前記ユーザの個人認証を行う認証手段と、自己の現在位置を検知する現在位置検知手段と、目的地を入力する目的地入力手段と、を備え、
    前記モビリティカー又は前記管理サーバは地図情報をもとに前記現在位置から前記目的地までの経路を生成し、前記モビリティカーは前記経路にしたがって移動するように前記駆動機構を制御する誘導型歩行補助システム。
  2. 前記管理サーバは、施設の混雑情報を前記モビリティカーに送信する手段を備え、
    前記モビリティカー又は前記管理サーバは、前記混雑情報をもとに混雑した位置を含まないように前記経路を生成することを特徴とする請求項1に記載の誘導型歩行補助システム。
  3. 前記モビリティカーは、前記モビリティカーの周囲の障害物又は人を検知する障害物検知部を備え、
    前記モビリティカーは、前方にある前記障害物又は前記人が前記モビリティカーと同一方向に移動するとき、前記障害物又は前記人と同一の速度で前記モビリティカーが移動するように前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の誘導型歩行補助システム。
  4. 前記モビリティカーは、前記ユーザが結び付けモードを選択可能にするための選択手段を備え、
    前記モビリティカーは、前記ユーザが前記結び付けモードを選択した場合、先導するモビリティカー又は人に追従するように前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の誘導型歩行補助システム。
  5. 前記モビリティカーは、進行方向の前後にバッテリに接続される2つの外部コネクタを備え、
    前記複数のモビリティカーの前記外部コネクタを繋ぎ合わせることで、前記複数のモビリティカーを同時に充電することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の誘導型歩行補助システム。
  6. 前記誘導型歩行補助システムは、前記複数のモビリティカーを収納するモビリティカー収納設備を備え、
    前記モビリティカー収納設備は、入出庫口と、前記複数のモビリティカーを収納する保管棚と、前記保管棚と前記入出庫口との間で前記モビリティカーを搬送するモビリティカー搬送装置と、を備え、
    前記ユーザが前記モビリティカーの使用を終了した後、前記管理サーバは前記モビリティカーの前記目的地として前記入出庫口を入力することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の誘導型歩行補助システム。
  7. 前記誘導型歩行補助システムは、
    前記ユーザの荷物を収納する荷物収納ボックスと、
    前記ユーザの前記荷物を前記目的地から前記荷物収納ボックスまで搬送する荷物搬送装置と、を備え、
    前記管理サーバは、前記ユーザの前記個人特定情報と前記荷物収納ボックスの識別情報を格納する荷物収納ボックスデータベースを備え、
    前記管理サーバは、前記ユーザの前記個人特定情報に対応する前記荷物収納ボックスまで前記ユーザの前記荷物を搬送するように前記荷物搬送装置を制御することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の誘導型歩行補助システム。


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