JP2023048017A - 歩行補助具および歩行補助方法 - Google Patents

Abstract

【課題】視聴覚障がい者が歩行する際に進行する可能性がある周辺における安全に歩行可能な範囲を容易に確認可能にすること。
【解決手段】歩行補助具１は、周辺の空間の状態を検知するセンサ３５と、センサ３５が検知したセンサデータを基に周辺の空間に障害物が存在するか否かを判断する障害物判断部１３と、障害物判断部１３によって障害物が存在すると判断された場合、センサ３５が検知したセンサデータから障害物の位置を検出する障害物位置検出部１４と、障害物位置検出部１４が検出した障害物の位置を基に歩行可能な範囲である歩行可能範囲を算出する算出部１５と、算出部１５が算出した歩行可能範囲を触覚によって確認可能に表示する触覚表示部５０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、歩行補助具および歩行補助方法に関する。

視聴覚障がい者への歩行補助具として、視聴覚障がい者の指先を治具に接触させて、障害物の存在を知らせる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献1に記載の技術は、進行方向への移動の妨げになる障害の有無、または、その障害が存在する方向の少なくとも一方の情報を教示する。

特開２００１－０６１９１６号公報

特許文献１に記載の技術では、視聴覚障がい者が歩行する際に進行する可能性がある周辺における安全に歩行可能な範囲を容易に確認することが難しい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、視聴覚障がい者が歩行する際に進行する可能性がある周辺における安全に歩行可能な範囲を容易に確認可能にすることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る歩行補助具は、周辺の空間の状態を検知するセンサと、前記センサが検知したセンサデータを基に前記周辺の空間に障害物が存在するか否かを判断する障害物判断部と、前記障害物判断部によって前記障害物が存在すると判断された場合、前記センサが検知したセンサデータから前記障害物の位置を検出する障害物位置検出部と、前記障害物位置検出部が検出した前記障害物の位置を基に歩行可能な範囲である歩行可能範囲を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記歩行可能範囲を触覚によって確認可能に表示する触覚表示部と、を備える。

本発明に係る歩行補助方法は、周辺の空間の状態を検知するセンサが検知したセンサデータを基に前記周辺の空間に障害物が存在するか否かを判断する障害物判断ステップと、前記障害物判断ステップによって前記障害物が存在すると判断された場合、前記センサが検知したセンサデータから前記障害物の位置を検出する障害物位置検出ステップと、前記障害物位置検出ステップによって検出された前記障害物の位置を基に歩行可能な範囲である歩行可能範囲を算出する算出ステップと、前記算出ステップによって算出された前記歩行可能範囲を触覚によって確認可能に表示する触覚表示ステップと、を含む。

本発明によれば、視聴覚障がい者が歩行する際に進行する可能性がある周辺における安全に歩行可能な範囲を容易に確認可能にすることができるという効果を奏する。

図１は、第一実施形態に係る歩行補助具を示す概略図である。 図２は、第一実施形態に係る歩行補助具を示すブロック図である。 図３は、第一実施形態に係る歩行補助具を示す斜視図である。 図４は、触覚表示部を示す模式図である。 図５は、移動機構を示す図である。 図６は、移動機構の分解斜視図である。 図７は、弾性膜を示す平面図である。 図８は、歩行補助具の使用例を示す図である。 図９は、弾性膜による表示の一例を示す平面図である。 図１０は、歩行補助具の使用例の他の例を示す図である。 図１１は、弾性膜による表示の他の例を示す平面図である。 図１２は、第一実施形態に係る歩行補助具における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１３は、第二実施形態に係る歩行補助具を示す概略図である。 図１４は、弾性膜を示す平面図である。 図１５は、図１４の弾性膜による表示の一例を示す平面図である。 図１６は、弾性膜による表示の変形例を示す平面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る歩行補助具および歩行補助方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。

以下の説明においては、歩行補助具１の中心を基準とした相対位置又は方向を示す、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を用いて説明する。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は３次元で直交する。Ｙ方向は、上下方向である。Ｘ方向は、Ｙ方向に直交する平面上の一方向である。Ｚ方向は、Ｙ方向に直交する平面上においてＸ方向と直交する。

［第一実施形態］
図１は、第一実施形態に係る歩行補助具１を示す概略図である。図１に示すように、歩行補助具１は、視聴覚障がい者であるユーザＭの歩行を補助する。歩行補助具１は、ユーザＭが進行する可能性がある周辺の障害物を検出して、歩行可能範囲Ｑ（図８参照）を触覚で確認可能にする。歩行補助具１は、触覚表示部５０をユーザＭの身体に密着させて使用する。ユーザＭは、常に歩行補助具１によって歩行可能範囲Ｑを確認しながら歩行してもよい。ユーザＭは、歩行時に必要な時のみ歩行補助具１によって歩行可能範囲Ｑを確認してもよい。

進行する可能性がある周辺は、進行方向前方および側方を含む範囲である。進行する可能性がある周辺は、例えば、ユーザＭの周辺の１歩以上３歩以下程度の範囲である。

歩行補助具１にユーザＭが把持するための図示しないグリップ部を設けておき、歩行補助具１の所定の向きが進行方向前方を向くようにされていてもよい。または、歩行補助具１の現在位置の変化からユーザＭの進行方向を検出してもよい。

＜歩行補助具＞
図２は、第一実施形態に係る歩行補助具１を示すブロック図である。歩行補助具１は、操作部３１と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機３２と、カメラ３３と、地図情報記憶部３４と、センサ３５と、触覚表示部５０と、制御部１０とを有する。歩行補助具１のこれらの各部材は、ケース２（図１参照）に収容されている。

図３は、第一実施形態に係る歩行補助具１を示す斜視図である。ケース２は、使用時、ユーザＭによって把持しやすい大きさおよび形状である。ケース２は、例えば、直径が数ｃｍ、軸方向の長さが１０ｃｍ程度の円筒状である。ケース２は、本体部２１と、センサ収容部２２と、カメラ収容部２３と、触覚ピン収容部２４とを有する。本体部２１とセンサ収容部２２とカメラ収容部２３と触覚ピン収容部２４とは、一体に形成されている。本体部２１は、例えば、ＧＰＳ受信機３２と地図情報記憶部３４と制御部１０と触覚表示部５０の移動機構５２とを収容する。本体部２１の外周面には、例えば、操作部３１が設けられている。センサ収容部２２は、センサ３５を収容する。カメラ収容部２３は、カメラ３３を収容する。触覚ピン収容部２４は、触覚表示部５０の触覚ピン５１（図４参照）を収容する。触覚ピン収容部２４の上面は、触覚表示部５０の弾性膜５３で形成される。

図２に戻って、操作部３１は、歩行補助具１に対する各種操作を受付可能である。例えば、操作部３１は、歩行補助具１の電源の入り切り操作を受付可能である。例えば、操作部３１は、周辺の確認処理の開始操作および終了操作を受付可能である。操作部３１は、例えば、ケース２の本体部２１の外周面に設けられている。操作部３１は、操作情報を制御部２０の操作情報取得部１１に出力する。

ＧＰＳ受信機３２は、歩行補助具１の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機３２は、ケース２の本体部２１に収容されている。ＧＰＳ受信機３２は、取得した現在位置情報を制御部１０の位置情報取得部１２へ出力する。

カメラ３３は、歩行補助具１の周辺の映像を撮影する。カメラ３３は、ユーザＭの進行方向前方を含む映像を撮影可能である。本実施形態では、カメラ３３は、３６０°の全天周を撮影可能なカメラ、または、３６０°を撮影可能に配置された複数のカメラである。カメラ３３は、ケース２のカメラ収容部２３に収容されている。カメラ３３は、例えば、歩行補助具１が起動してから終了するまでの間、映像を常時撮影してもよい。カメラ３３は、例えば、周辺の確認処理を実行する間に限って、映像を撮影してもよい。本実施形態では、カメラ３３は、歩行補助具１の周辺の障害物が存在するか否かを判断可能な映像を撮影する。カメラ３３は、撮影した映像データを制御部１０の障害物判断部１３へ出力する。カメラ３３は、歩行補助具１の必須の構成ではなく、備えていなくてもよい。

カメラ３３は、ケース２のカメラ収容部２３に収容されている。ケース２が傾けられると、カメラ３３が向いている方向が変化して撮影範囲が変化する。例えば、ケース２の上部をユーザＭが身体側に近づけるように傾けると、カメラ３３は進行方向前方のより広い範囲が撮影範囲になる。

地図情報記憶部３４は、地図情報を記憶している。地図情報は、例えば、駅および建物などの施設情報を含む地図である。施設情報は、階段など段差が存在する施設である。地図情報記憶部３４は、記憶している地図情報を制御部１０の障害物判断部１３へ出力する。地図情報記憶部３４は、ケース２の本体部２１に収容されている。地図情報記憶部３４は、通信機能を介して地図情報を取得する外部サーバ等の記憶装置であってもよい。

センサ３５は、周辺の空間の状態を検知する。より詳しくは、センサ３５は、ユーザＭが歩行する際に通過する可能性がある、進行方向前方を含む空間の状態を検知する。センサ３５は、例えば、進行方向前方を含む半径数ｍかつ高さ２ｍ程度以下の柱状の範囲の状態を検知する。センサ３５は、例えば、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、ミリ波レーダー、赤外線センサ等である。センサ３５は、ケース２のセンサ収容部２２に収容されている。本実施形態では、センサ３５は、歩行補助具１の周辺の障害物の有無および歩行補助具１の周辺の障害物までの距離の少なくともどちらかを検出可能なセンサデータを取得する。センサ３５は、センサデータを制御部１０の障害物判断部１３および障害物位置検出部１４へ出力する。

センサ３５は、ケース２のセンサ収容部２２に収容されている。ケース２が傾けられると、センサ３５が向いている方向が変化してセンサ３５の検出範囲が変化する。例えば、ケース２の上部をユーザＭが身体側に近づけるように傾けると、センサ３５は進行方向前方のより広い範囲が検出範囲になる。

警報部３９は、音声、光または振動で警報を出力する。警報部３９は、例えば、スピーカ、ブザー、警告灯、または、振動部などである。本実施形態では、警報部３９は、ユーザＭが進行する可能性がある周辺に障害物があることが検出された場合に警報を出力する。警報部３９は、例えば、ケース２の本体部２１の外周面に設けられている。警報部３９は、警報制御部１９からの制御信号によって警報を出力する。

＜触覚表示部＞
図４は、触覚表示部５０を示す模式図である。図５は、移動機構５２を示す図である。図６は、移動機構５２の分解斜視図である。触覚表示部５０は、触覚によってユーザＭに情報を確認可能に表示する。触覚表示部５０は、制御部１０の算出部１５が算出した歩行可能範囲Ｑを触覚によって確認可能に表示する。触覚表示部５０は、触覚ピン５１と、移動機構５２と、弾性膜５３とを有する。触覚表示部５０は、弾性膜５３の表面の凹凸により歩行可能範囲Ｑを表示する。より詳しくは、触覚表示部５０は、触覚ピン５１を移動させて弾性膜５３を変形させることによって歩行可能範囲Ｑを表示する。触覚表示部５０は、算出部１５が算出した歩行可能範囲Ｑの外周の情報を、触覚ピン５１を動かして弾性膜５３を変形させることにより、ユーザＭの触覚を刺激して確認可能に表示する。

触覚ピン５１は、先端部５１１が尖ったピン状に形成されている。本実施形態では、触覚ピン５１は、１本である。触覚ピン５１は、弾性膜５３に対して移動可能に配置されている。触覚ピン５１は、ケース２の触覚ピン収容部２４内であって、弾性膜５３の裏面側に配置されている。触覚ピン５１は、移動機構５２のガイド板５２２の先端部に連結されている。触覚ピン５１は、移動機構５２によってガイド板５２２とともにＸ方向およびＺ方向に移動する。触覚ピン５１は、上下動ソレノイド５１Ｓによってガイド板５２２の先端部に対してＹ方向に移動する。触覚ピン５１は、通常は先端部５１１が弾性膜５３から離間している。触覚ピン５１は、上下動ソレノイド５１Ｓによってガイド板５２２の先端部に対してＹ方向の上側に移動すると、先端部５１１が弾性膜５３に接触して弾性膜５３を押し上げる。上下動ソレノイド５１Ｓは、制御部１０の表示制御部１６からの制御信号によって駆動および停止が制御される。

移動機構５２は、ガイド板５２２とともに触覚ピン５１をＸ方向およびＺ方向に移動させる。移動機構５２は、ケース２の本体部２１内であって、触覚ピン５１の下側に配置されている。移動機構５２は、触覚ピン５１の下側に連結されている。移動機構５２は、ガイド板５２１と、ガイド板５２２と、ギア５２３と、ギア５２４と、回転テーブル５２５と、ギア５２６と、ギア５２７と、ギア５２８とを有する。

ガイド板５２１は、Ｙ方向と平行な平面状の板材である。ガイド板５２１は、Ｙ方向の中間部に、水平方向に沿って形成されたガイド溝５２１Ｓを有する。ガイド板５２１は、回転テーブル５２５に固定されている。ガイド板５２１は、回転テーブル５２５とともにＸＺ平面内で回転する。

ガイド板５２２は、Ｙ方向と平行な平面状の板材である。ガイド板５２２は、ガイド板５２１と平行に配置されている。ガイド板５２２は、Ｙ方向の上部にガイド溝５２２Ｓを、下部にガイド溝５２２Ｔを有する。ガイド溝５２２Ｓとガイド溝５２２Ｔは、Ｙ方向に沿って形成される。ガイド溝５２２Ｓには、ギア５２８のガイドピン５２８Ｐが摺動可能に係合する。ガイド溝５２２Ｔには、ギア５２７のガイドピン５２７Ｐが摺動可能に係合する。ガイド板５２２のガイド板５２１と向かい合う面であって、ガイド溝５２２Ｓとガイド溝５２２Ｔとの中間部にガイドピン５２２Ｐが立設されている。ガイドピン５２２Ｐは、ガイド板５２１のガイド溝５２１Ｓに摺動可能に係合する。ガイド板５２２は、ガイド板５２１に沿って摺動する。ガイド板５２２は、回転テーブル５２５およびガイド板５２１とともにＸＺ平面内で回転する。ガイド板５２２の先端部に触覚ピン５１が配置される。

ギア５２３、ギア５２４および回転テーブル５２５は、ガイド板５２１の下部に配置されている。ギア５２３、ギア５２４および回転テーブル５２５は、ＸＺ平面内で回転する。ギア５２３は、Ｚ方向モータ５２３Ｍの出力軸５２３ＡＸに連結されている。ギア５２３には、ギア５２４が噛み合っている。ギア５２４には、回転テーブル５２５が連結されている。これらにより、Ｚ方向モータ５２３Ｍが回転すると、ギア５２３およびギア５２４を介して回転テーブル５２５が回転する。Ｚ方向モータ５２３Ｍは、制御部１０の表示制御部１６からの制御信号によって回転および停止が制御される。

ギア５２６、ギア５２７およびギア５２８は、Ｙ方向に並んでいる。ギア５２６、ギア５２７およびギア５２８は、Ｙ方向と平行な平面内で回転する。Ｘ方向モータ５２６Ｍは、回転テーブル５２５に固定されている。Ｘ方向モータ５２６Ｍは、制御部１０の表示制御部１６からの制御信号によって回転および停止が制御される。ギア５２６は、Ｘ方向モータ５２６Ｍの出力軸５２６ＡＸに連結されている。ギア５２６には、ギア５２７が噛み合っている。ギア５２７のガイド板５２２と向かい合う面にガイドピン５２７Ｐが立設されている。ガイドピン５２７Ｐは、ギア５２７の周縁部に設けられている。ガイドピン５２７Ｐは、ガイド板５２２のガイド溝５２２Ｔに摺動可能に係合する。ギア５２７には、ギア５２８が噛み合っている。ギア５２８のガイド板５２２と向かい合う面にガイドピン５２８Ｐが立設されている。ガイドピン５２８Ｐは、ギア５２８の周縁部に設けられている。ガイドピン５２８Ｐは、ガイド板５２２のガイド溝５２２Ｓに摺動可能に係合する。これらにより、Ｘ方向モータ５２６Ｍが回転すると、ギア５２６、ギア５２７およびギア５２８が回転する。ガイドピン５２７Ｐは、ガイド溝５２２Ｓを摺動する。ガイドピン５２８Ｐは、ガイド溝５２２Ｔを摺動する。

図７は、弾性膜５３を示す平面図である。図４、図７に示すように、弾性膜５３は、ケース２の触覚ピン収容部２４の上面である。弾性膜５３は、弾性変形可能な膜である。弾性膜５３は、表面の凹凸によってユーザＭの歩行可能範囲Ｑを確認させる。より詳しくは、弾性膜５３は、触覚ピン５１が接触していない状態では平坦な形状である。弾性膜５３は、触覚ピン５１によって押し上げられて変形する。弾性膜５３は、触覚ピン５１が接触した状態から離間すると平坦な形状に復帰する。弾性膜５３には、歩行補助具１の使用時、ユーザＭが親指の腹を接触させる。

弾性膜５３は、触覚ピン５１によって変形された状態を保持可能であってもよい。本実施形態では、弾性膜５３は、触覚ピン５１によって押し上げられた状態を保持可能であってもよい。弾性膜５３は、例えば、形状記憶樹脂で形成される。触覚ピン５１の先端部５１１にはピン用のヒータが設けられる。ピン用のヒータによって加熱された触覚ピン５１の先端部５１１によって弾性膜５３を押し上げることにより、弾性膜５３は押し上げられた状態を保って変形する。弾性膜５３の全面を加熱可能なリセット用のヒータで加熱されることによって、形状を記憶した弾性膜５３が平坦に戻る。

弾性膜５３は、例えば、歩行可能範囲Ｑの軌跡５３Ｑ（図９参照）を連続した線状に凸状に変形させる。弾性膜５３は、例えば、歩行可能範囲Ｑのうち段差が存在する部分を、触覚で区別可能なように、他の部分とは異なる態様で変形させてもよい。弾性膜５３は、例えば、段差が存在する部分を直線状、不連続な線状または波線状などに凸状に変形してもよい。

このように構成された触覚表示部５０は、触覚ピン５１は、移動機構５２によって、Ｘ方向およびＺ方向に移動する。また、触覚ピン５１は、上下動ソレノイド５１Ｓによってガイド板５２２の先端部に対してＹ方向の上側に移動して、先端部５１１が弾性膜５３に接触して弾性膜５３を押し上げる。

＜制御部＞
制御部１０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などで構成された演算処理装置である。制御部１０は、ケース２の本体部２１に収容されている。制御部１０は、ユーザＭが進行する可能性がある周辺の障害物を検出して、歩行可能範囲Ｑを触覚で確認可能に表示するよう制御する。制御部１０は、操作情報取得部１１と、位置情報取得部１２と、障害物判断部１３と、障害物位置検出部１４と、算出部１５と、表示制御部１６と、警報制御部１９とを含む。制御部１０は、図示しない記憶部に記憶されているプログラムに含まれる命令を実行する。制御部１０には図示しない内部メモリが含まれ、内部メモリは制御部１０におけるデータの一時記憶などに用いられる。

操作情報取得部１１は、操作部３１が受け付けた操作の操作情報を取得する。操作情報取得部１１は、例えば、電源の入り切り操作を示す操作情報を取得して制御信号を出力する。操作情報取得部１１は、例えば、周辺の確認処理の開始操作および終了操作を示す操作情報を取得して制御信号を出力する。

位置情報取得部１２は、ＧＰＳ受信機３２が受信した電波に基づいて、歩行補助具１の現在位置、言い換えると、ユーザＭの現在位置の位置情報を公知の方法によって算出する。

障害物判断部１３は、センサ３５が検知したセンサデータを基に周辺の空間に障害物が存在するか否かを判断する。本実施形態では、障害物判断部１３は、センサ３５が検知したセンサデータを基に、ユーザＭが歩行する際に通過する可能性がある、進行方向前方を含む空間に障害物が存在するか否かを判断する。センサデータから周辺に障害物が存在するか否かを判断する方法は、公知の方法を使用可能である。

障害物判断部１３は、障害物が段差であるか否かを判断してもよい。より詳しくは、障害物判断部１３は、位置情報取得部１２が取得した位置情報と、地図情報記憶部３４の地図情報に基づいて、例えば、ユーザＭの現在位置が駅のプラットホーム、施設の階段付近、または、歩道などの段差であることを示す場合、障害物が段差であると判断してもよい。障害物判断部１３は、例えば、カメラ３３が撮影した映像に画像処理を行って、プラットホーム、階段、または、歩道などの段差を認識してもよい。

障害物位置検出部１４は、障害物判断部１３によって障害物が存在すると判断された場合、障害物の位置をセンサ３５が検知したセンサデータから検出する。センサデータから周辺に存在する障害物までの距離を検出する方法は、公知の方法を使用可能である。

算出部１５は、障害物位置検出部１４が検出した障害物の位置情報を基に歩行可能範囲Ｑを算出する。

歩行可能範囲Ｑとは、ユーザＭが歩行可能範囲である。歩行可能範囲Ｑとは、障害物が存在していない範囲である。歩行可能範囲Ｑは、ユーザＭの周辺の所定距離の範囲において、障害物が存在する範囲を除いた範囲である。歩行可能範囲Ｑは、例えば、進行方向前方を含む半径数ｍかつ高さ２ｍ程度以下の円柱状の範囲において、障害物が存在する範囲を除いた範囲である。

表示制御部１６は、算出部１５が算出した歩行可能範囲Ｑを触覚表示部５０に表示させる制御を行う。本実施形態では、表示制御部１６は、歩行可能範囲Ｑの軌跡５３Ｑを弾性膜５３の表面に浮き出させるように制御する。より詳しくは、表示制御部１６は、歩行可能範囲Ｑの軌跡５３Ｑを描いて触覚ピン５１を移動させるように移動機構５２を動作させる制御信号を出力する。表示制御部１６は、歩行可能範囲Ｑの軌跡５３Ｑを描いて触覚ピン５１を移動させるように上下動ソレノイド５１Ｓ、Ｘ方向モータ５２６ＭおよびＺ方向モータ５２３Ｍに対して制御信号を出力する。

表示制御部１６は、触覚で区別が可能なように、例えば、歩行可能範囲Ｑの軌跡５３Ｑを連続した線状に浮き出させる。表示制御部１６は、例えば、歩行可能範囲Ｑのうち段差が存在する部分を、触覚で区別可能なように、他の部分とは異なる態様で表示してもよい。表示制御部１６は、例えば、段差が存在する部分を直線、不連続な線状または波線状などで表示してもよい。

表示制御部１６は、障害物判断部１３によって、進行する可能性がある周辺の空間に障害物が存在すると判断されない場合、その旨を触覚表示部５０に表示させる制御を行ってもよい。表示制御部１６は、例えば、弾性膜５３の周縁部に沿った円を表示させてもよい。

図８は、歩行補助具１の使用例を示す図である。図９は、弾性膜５３による表示の一例を示す平面図である。図９に示す弾性膜５３の外周が、図８に示すユーザＭの周囲の所定距離の範囲となり破線で示す。ユーザＭの真後ろは、ユーザＭの身体の陰になるためセンサ３５による検出対象外である。図８に示す例では、ユーザＭの周辺に人物Ｘ１、物体Ｘ２および物体Ｘ３の３つの障害物が存在する。歩行可能範囲Ｑは、障害物が存在する場所を除外した図示の線になる。図９に示すように、弾性膜５３には、図８に示す歩行可能範囲Ｑの外形と同じ形状に沿って描かれた軌跡５３Ｑが表面に対して浮き出て表示されている。

図１０は、歩行補助具１の使用例の他の例を示す図である。図１１は、弾性膜５３による表示の他の例を示す平面図である。図１０において、ユーザＭの周囲の所定距離の範囲を筒状の範囲を最も外側の円形の破線で示す。図１０に示す例では、ユーザＭの周辺に物体Ｘ３、および、目印Ｘ４より外側に位置する段差が障害物として存在する。歩行可能範囲Ｑは、障害物が存在する場所を除外した図示の破線になる。図１１に示すように、弾性膜５３には、図１０に示す歩行可能範囲Ｑの外形と同じ形状に沿って描かれた軌跡５３Ｑが表面に対して浮き出て表示されている。軌跡５３Ｑのうち段差が存在する部分５３Ｒ（図１１参照）は、段差の形状に沿った直線および曲線で示されている。

警報制御部１９は、警報を制御する。より詳しくは、警報制御部１９は、警報を出力させる制御信号または警報の出力を停止させる制御信号を出力する。警報制御部１９は、障害物判断部１３によって障害物があると判断された場合、警報を出力する制御信号を出力する。警報制御部１９は、障害物判断部１３によって障害物があると判断された後に、障害物が検出されなくなった場合、警報を停止する制御信号を出力する。

＜制御部における処理＞
次に、図１２を用いて、制御部１０による処理の流れについて説明する。図１２は、第一実施形態に係る歩行補助具１における処理の流れの一例を示すフローチャートである。制御部１０の操作情報取得部１１によって、周辺の確認処理の開始操作を示す操作情報が検出されると、図１２に示すフローチャートの処理が実行される。ユーザＭは、図１で示すように歩行補助具１を手で把持する。ユーザＭは、親指の腹を弾性膜５３上に接触する。

制御部１０は、位置情報取得部１２によって、歩行補助具１の現在位置の位置情報を取得する（ステップＳ１０１）。制御部１０は、ステップＳ１０２へ進む。

制御部１０は、周辺に障害物があるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。より詳しくは、制御部１０は、障害物判断部１３によって、センサ３５が検知したセンサデータを基に、ユーザＭが進行する可能性がある周辺の空間に障害物が存在するか否かを判断する。制御部１０は、障害物判断部１３によって、周辺に障害物があると判断する場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、ステップＳ１０３へ進む。制御部１０は、障害物判断部１３によって、周辺に障害物があると判断しない場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、ステップＳ１０１の処理を再度実行する。

周辺に障害物があると判断する場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、制御部１０は、障害物の位置を検出する（ステップＳ１０３）。より詳しくは、制御部１０は、障害物位置検出部１４によって、障害物の位置をセンサ３５が検知したセンサデータから検出する。制御部１０は、ステップＳ１０４へ進む。

制御部１０は、歩行可能範囲Ｑを算出する（ステップＳ１０４）。より詳しくは、制御部１０は、算出部１５によって、障害物位置検出部１４が検出した障害物の位置情報を基に歩行可能範囲Ｑを算出する。制御部１０は、ステップＳ１０５へ進む。

制御部１０は、歩行可能範囲Ｑを表示する（ステップＳ１０５）。より詳しくは、制御部１０は、表示制御部１６によって、歩行可能範囲Ｑの軌跡５３Ｑを描いて触覚ピン５１を移動させるように移動機構５２を動作させる制御信号を出力する。制御部１０は、表示制御部１６によって、歩行可能範囲Ｑの軌跡５３Ｑを描いて触覚ピン５１を移動させるように上下動ソレノイド５１Ｓ、Ｘ方向モータ５２６ＭおよびＺ方向モータ５２３Ｍに対して制御信号を出力する。制御部１０は、ステップＳ１０６へ進む。

制御部１０は、警報を出力する（ステップＳ１０６）。より詳しくは、制御部１０は、警報制御部１９によって、警報を出力する制御信号を出力する。制御部１０は、ステップＳ１０７へ進む。

制御部１０は、処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１０７）。より詳しくは、制御部１０は、例えば、電源の切り操作が検出された場合、または、周辺の確認処理の終了操作が検出された場合、処理を終了すると判断して（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、処理を終了する。制御部１０は、例えば、電源の切り操作が検出されない場合、かつ、周辺の確認処理の終了操作が検出されない場合、処理を終了しないと判断して（ステップＳ１０７でＮｏ）、ステップＳ１０１の処理を再度実行する。

このようにして、ユーザＭが進行する可能性がある周辺に障害物が存在する場合、歩行可能範囲Ｑを示す軌跡５３Ｑが、弾性膜５３に浮き出て表示される。ユーザＭは、親指の腹で弾性膜５３の凸状の軌跡５３Ｑをなぞって、歩行可能範囲Ｑを確認する。

＜効果＞
上述したように、本実施形態では、ユーザＭが進行する可能性がある周辺の障害物を検出して、歩行可能範囲Ｑを触覚で確認可能に表示することができる。本実施形態は、障害物の有無または障害物の方向だけではなく、歩行可能範囲Ｑの二次元的な広がりを確認できる。本実施形態は、ユーザＭは、周辺の歩行可能範囲Ｑが広く安全な場所であること、または、周辺の歩行可能範囲Ｑが狭くより注意が必要な場所であることを直感的に把握できる。本実施形態によれば、視聴覚障がい者が歩行する際に進行する可能性がある周辺における安全に歩行可能な範囲を容易に確認可能にすることができる。

本実施形態では、歩行可能範囲Ｑの外周の情報を、触覚ピン５１を動かして弾性膜５３を変形させることにより、ユーザＭの触覚を刺激して確認可能に表示することできる。本実施形態によれば、歩行可能範囲Ｑの外周をユーザＭが確認できるので、歩行可能範囲Ｑと障害物がある範囲とを直感的に認識することができる。

このように、本実施形態によれば、ユーザＭが進行する可能性がある周辺の歩行可能範囲Ｑを触覚によって確認することにより、ユーザＭは周辺の空間の状態を直感的に認識できる。

本実施形態では、弾性膜５３は、触覚ピン５１によって変形された状態を保持可能である。本実施形態によれば、歩行可能範囲ＱをユーザＭが容易に確認できる。

本実施形態では、歩行可能範囲Ｑのうち段差が存在する部分を、触覚で区別可能なように他の部分とは異なる態様で表示することができる。本実施形態によれば、歩行可能範囲Ｑのうち段差が存在する部分をユーザＭが確認できる。本実施形態は、歩行可能範囲Ｑをより適切に表示することができる。

［第二実施形態］
図１３ないし図１５を参照しながら、本実施形態に係る歩行補助具１Ａについて説明する。図１３は、第二実施形態に係る歩行補助具１Ａを示す概略図である。図１４は、弾性膜５３を示す平面図である。図１５は、図１４の弾性膜５３による表示の一例を示す平面図である。歩行補助具１Ａは、基本的な構成は第一実施形態の歩行補助具１と同様である。以下の説明においては、歩行補助具１と同様の構成要素は、その詳細な説明を省略する。歩行補助具１Ａは、触覚表示部５０Ａの構成が、第一実施形態と異なる。

触覚表示部５０Ａは、複数の触覚ピン５１Ａを有する。触覚ピン５１Ａは、弾性膜５３の表面に、隣同士の間隔を狭くして多数が配置されている。各触覚ピン５１Ａは、それぞれ上下動ソレノイド５１ＡＳを有する。各触覚ピン５１Ａは、それぞれが独立して上下動する。各触覚ピン５１Ａが上下動することにより、弾性膜５３の表面に歩行可能範囲Ｑの軌跡５３Ｑを浮き出させる。

例えば、図１５に示すように、検出された障害物の方向および位置に対応する触覚ピン５１Ａのみ、弾性膜５３を押し上げるように上方に移動させてもよい。言い換えると、歩行可能範囲Ｑの軌跡５３Ｑより外側の触覚ピン５１Ａのみ、弾性膜５３を押し上げるように上方に移動させてもよい。

例えば、歩行可能範囲Ｑの軌跡５３Ｑ上に位置する触覚ピン５１Ａのみ、弾性膜５３を押し上げるように上方に移動させてもよい。図１５では、軌跡５３Ｑ上に位置する触覚ピン５１Ａのみ、弾性膜５３を押し上げるように上方に移動させる。

例えば、歩行可能範囲Ｑのうち段差が存在する部分を、触覚で区別可能なように、複数の触覚ピン５１Ａの上方への移動を互い違いにして弾性膜５３を押し上げて、他の部分とは異なる態様で変形させてもよい。

上述したように、本実施形態では、それぞれ上下動ソレノイド５１ＡＳを有する触覚ピン５１Ａを複数有する。本実施形態では、弾性膜５３に軌跡５３Ｑを浮き上がらせるために、第一実施形態の移動機構５２のような複雑な構成を備えなくてよい。本実施形態は、簡単な構成で実装することができる。

図示した歩行補助具の各構成要素は、機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていなくてもよい。すなわち、各装置の具体的形態は、図示のものに限られず、各装置の処理負担や使用状況などに応じて、その全部または一部を任意の単位で機能的または物理的に分散または統合してもよい。

歩行補助具の制御部の構成は、例えば、ソフトウェアとして、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。上記実施形態では、これらのハードウェアまたはソフトウェアの連携によって実現される機能ブロックとして説明した。すなわち、これらの機能ブロックについては、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、または、それらの組み合わせによって種々の形で実現できる。

上記に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものを含む。さらに、上記に記載した構成は適宜組み合わせが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において構成の種々の省略、置換または変更が可能である。

図１６は、弾性膜５３による表示の変形例を示す平面図である。上記では、ユーザＭの位置を弾性膜５３の周縁部より内側として軌跡５３Ｑを表示したが、ユーザＭの位置は、これに限定されない。図１６に示すように、弾性膜５３の周縁部、具体的にはユーザＭの身体に最も近い位置としてもよい。

上記では、ユーザＭが親指の腹を弾性膜５３に接触させるものして説明したがこれに限定されない。例えば、ユーザＭの手のひら、腹部、または、頭部など、身体の他の部位を接触させてもよい。

歩行補助具１は、視聴覚障がい者が歩行時に使用する白杖の上部に取り付けて使用してもよい。

歩行補助具１は、電動車椅子の操作レバー（ジョイスティックレバー）に組み込んで使用してもよい。本発明を電動車椅子に適用すれば、電動車椅子の上限速度を制御して走行速度を制限することにより、視力の弱い方でも電動車椅子を使用できるようになることが期待できる。なお、本発明における歩行の概念には、車椅子での移動も含まれる。

本開示は、SDGs(Sustainable Development Goals：持続可能な開発目標)の「すべての人に健康と福祉を」の実現に貢献し、ヘルスケア製品・サービスによる価値創出に寄与する事項を含む。

１ 歩行補助具
２ ケース
１０ 制御部
１１ 操作情報取得部
１２ 位置情報取得部
１３ 障害物判断部
１４ 障害物位置検出部
１５ 算出部
１６ 表示制御部
１９ 警報制御部
２１ 本体部
２２ センサ収容部
２３ カメラ収容部
２４ 触覚ピン収容部
３１ 操作部
３２ ＧＰＳ受信機
３３ カメラ
３４ 地図情報記憶部
３５ センサ
３９ 警報部
５０ 触覚表示部
５１ 触覚ピン
５１１ 先端部
５１Ｓ 上下動ソレノイド
５２ 移動機構
５２１ ガイド板
５２１Ｓ ガイド溝
５２２ ガイド板
５２２Ｓ ガイド溝
５２２Ｔ ガイド溝
５２２Ｐ ガイドピン
５２３ ギア
５２３Ｍ Ｚ方向モータ
５２４ ギア
５２５ 回転テーブル
５２６ ギア
５２６Ｍ Ｘ方向モータ
５２７ ギア
５２７Ｐ ガイドピン
５２８ ギア
５２８Ｐ ガイドピン
５３ 弾性膜
Ｍ ユーザ
Ｑ 歩行可能範囲

Claims (5)

1. 周辺の空間の状態を検知するセンサと、
   前記センサが検知したセンサデータを基に前記周辺の空間に障害物が存在するか否かを判断する障害物判断部と、
   前記障害物判断部によって前記障害物が存在すると判断された場合、前記センサが検知したセンサデータから前記障害物の位置を検出する障害物位置検出部と、
   前記障害物位置検出部が検出した前記障害物の位置を基に歩行可能な範囲である歩行可能範囲を算出する算出部と、
   前記算出部が算出した前記歩行可能範囲を触覚によって確認可能に表示する触覚表示部と、
   を備える歩行補助具。
2. 前記触覚表示部は、触覚ピンと、前記触覚ピンによって変形する弾性膜とを有し、前記算出部が算出した前記歩行可能範囲の外周の情報を、前記触覚ピンを動かして前記弾性膜を変形させることにより、ユーザの触覚を刺激して確認可能に表示する、
   請求項１に記載の歩行補助具。
3. 前記触覚表示部は、前記触覚ピンによって変形された状態を保持可能である、
   請求項２に記載の歩行補助具。
4. 前記障害物判断部は、前記障害物が段差であるか否かを判断し、
   前記触覚表示部は、前記歩行可能範囲のうち段差が存在する部分を、触覚で区別可能なように他の部分とは異なる態様で表示する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の歩行補助具。
5. 周辺の空間の状態を検知するセンサが検知したセンサデータを基に前記周辺の空間に障害物が存在するか否かを判断する障害物判断ステップと、
   前記障害物判断ステップによって前記障害物が存在すると判断された場合、前記センサが検知したセンサデータから前記障害物の位置を検出する障害物位置検出ステップと、
   前記障害物位置検出ステップによって検出された前記障害物の位置を基に歩行可能な範囲である歩行可能範囲を算出する算出ステップと、
   前記算出ステップによって算出された前記歩行可能範囲を触覚によって確認可能に表示する触覚表示ステップと、
   を含む歩行補助方法。

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