JP3548725B2 - Outing support system and moving object - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外出支援システムに係り、特に高齢者等の外出支援システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、歩行が不安定な高齢者等、単独で歩行するのが困難な人が外出する場合、電動車椅子や電動三輪車が多く使われて来た。また、電動式で歩行を補助する装置として、特開平7−184966号公報には、移動体と、移動体に設けた支柱体と、支柱体の上端に回動可能に設けた保持アームと、該保持アームを駆動するアクチュエータと、該保持アームに設けた使用者保持部と、前記保持アームに設けられ、使用者から作用する力を検出する作用力検出器と、作用力検出器からの検出値とその目標値を比較して移動体を制御する制御手段を備える歩行補助装置が開示されている。
【0003】
また、特開平11−28227号公報には、段差や障害物によって移動体の進行が妨げられたりすることを未然に防ぐように誘導することを目的とし、GPS(Global Positioning System,全地球測位システム)を用いた誘導機能を備える車椅子が開示されている。
【0004】
前記のような電動の支援装置は、電源としてバッテリーを搭載しているが、従来は、その利用者にバッテリーの残量を知らせるには、バッテリー残量メータや、残量が少ないことを警告するランプやブザーが用いられるのが一般的であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
電動式の支援装置を用いて外出する場合、外出中にバッテリーが空にならないように管理する必要があるが、特に高齢者が利用する場合、バッテリー残量の管理が困難であった。すなわち、従来の機器では、バッテリー残量メータを見て、バッテリー残量で目的地まで到達できるかどうか、常に自分で判断・確認する必要があるが、このような判断は難しく、外出中にバッテリー残量が不足する可能性があった。また、高齢者は視力や聴力が低下していることが多く、バッテリー残量の警告ランプやブザーに気づかずに外出し、途中でバッテリー残量が不足する可能性があった。
【0006】
また、従来の支援装置では、外出中にバッテリーが空になった場合、周囲の人に助けを求めるなどして、利用者が自分で解決する必要があるが、会話することが難しい場合、周囲の人にその意思が伝えられず、困難な状況に陥る可能性があった。
【0007】
従来の外出支援装置を用いる場合、前記の如き、困難が生じるため、特に高齢者の場合、単独で外出するのは、本人と介護者の双方にとって不安があり、外出に当たって付き添いの人を必要とすることが多かった。このため、高齢者は、外出を控えがちになり、社会参加がしにくくなることがあった。
【0008】
本発明は、かかる従来の外出支援装置における前記の課題のうち、少なくとも1つを解決するためになされたものであり、高齢者でも、単独で外出することができ、本人と介護者の双方にとって何らの不安がない外出支援システムを提供することをその目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動体本体と、前記移動体本体を移動させる駆動手段と、前記駆動手段に電力を供給する電力蓄積手段と、前記電力蓄積手段に蓄積されている電力量を検出する電力量検出手段と、前記移動体本体の位置を検出する位置検出手段と、利用者の移動目的地を設定する目的地設定手段と、前記電力量検出手段及び位置検出手段の検出信号を入力すると共に、前記駆動手段を制御する制御手段と、利用者への情報提示を行なう利用者端末器とを有する移動体と、地図情報を記憶する地図情報蓄積手段と、介護者への情報提示を行なう介護者端末器とを備え、前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記移動体の位置、前記目的地設定手段により設定された目的地及び前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報に基づいて、前記移動体から目的地までの距離を計算し、前記電力量検出手段により検出された蓄積電力量で移動できる距離を予測計算し、該目的地までの距離と該予測計算した距離との比較により余裕量を計算し、前記余裕量の大きさに応じて複数段階のレベルに前記電力蓄積手段の残量を区分し、前記利用者端末及び前記介護者端末への情報提示内容を前記電力蓄積手段の残量の区分されたレベルに応じた情報提示内容に変えて提示すると共に、前記蓄積電力量がある区分のレベルの場合に前記目的地までの距離の過去の変化状態から目的地に向かっているか目的地から離れる方向に移動しているかという移動方向を判定し、この移動方向の判定で目的地から離れている方向に移動している場合には前記駆動手段による移動速度を変化させて前記移動体を動きにくくするように構成したものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態に係る外出支援システムのブロック図、図2は、本発明の一実施形態に係る外出支援システムに用いられる移動体の側面図である。本発明の一実施形態に係る外出支援システムは、利用者自身の移動を補助する移動体1と、該移動体1の移動をサポートする機能を備えた管理センタ6もしくは介護施設7または家庭8(以下、管理センタ6等という)から構成される。
【0014】
まず、図1、2を参照して、本発明の一実施形態に係る外出支援システムに用いられる移動体1を説明する。移動体1は、利用者の移動を補助するためのものであるが、利用者が、歩行器のように、前記移動体1に掴まって歩行するもの、もしくは利用者が車椅子のように前記移動体1に搭乗して移動するものもある。
【0015】
移動体1は、移動体本体1aと、該移動体本体1aを移動させる駆動手段30、該駆動手段30を含む移動体1全体に電力を供給するバッテリー17(電力蓄積手段)、バッテリー17に蓄積されている電力量を検出するバッテリー残量センサ33(電力量検出手段)、人工衛星4からの電波を受け、移動体本体1aの位置を検出するGPS受信機18(位置検出手段)、利用者の移動目的地を設定するディスプレイ23(目的地設定手段)を含む利用者への情報提示および利用者から情報入力が行われる利用者端末器22、バッテリー残量センサ33及びGS受信機18の出力信号を入力させ、バッテリー残量及び移動体の位置を演算すると共に、前記駆動手段30を制御する制御手段16、介護者と音声およびデータの通信が可能な無線通信機19等から構成されている。
【0016】
移動体本体1aは、基台10aと、該基台10aから垂直に立設されている支柱10bとを備え、該支柱10bの上端には、利用者の身体を保持するサポータ14が設けられている。このサポータ14には、利用者が該サポータ14に作用させる力を検出する力センサ15(力検出手段)が設けられている。なお、前記基台10aと支柱10bとは、別体もしくは一体のいずれにでも形成してもよい。
【0017】
駆動手段30は、移動体1を移動させるため駆動用モータ13a,13bと、該駆動用モータ13a,13bに減速機(図示せず)とベルトBとを介して連結されている駆動車輪12a,12bと、該駆動車輪12a,12bに従属して回転するキャスタ(従動車輪)11a,11bとから構成されている。この駆動車輪12a,12b及びキヤスタ11a,11bが基台10aを移動可能に支持している。
【0018】
バッテリー17は、充電式となっており、駆動用モータ13a,13bを中心とする駆動手段30や制御装置16等を含む移動体1に電力が供給され、該移動体1が動作するようになっている。GPS受信機18は、人工衛星4からの電波が到達するのに要した時間を測定することにより、地上の移動体1の位置を検出する。無線通信機19は、利用者を介護する介護者側の無線基地局5(後述)間と、音声およびデータの通信が可能である。
【0019】
利用者端末器22は、利用者自身への情報提示および利用者自身から情報入力が行うことが可能となっており、移動体1の現在位置およびその周囲の地図、外出の目的地、バッテリー17の残量、目的地までの距離等を表示するディスプレイ23(表示手段)と、利用者からの操作入力手段(ボタンあるいはタッチパネル等)と、利用者に音声やブザー音でメッセージを通知する音声発生手段21を備えている。
【0020】
操作入力手段してのタッチパネルは、ディスプレイ23と兼用にしても差し支えなく、出発時もしくは移動途中時において、利用者もしくは介護者がディスプレイ23上に表示された地図上の外出目的地を、指、カーソル等で指定することにより、設定することができ、目的地設定設定手段として用いられる。なお、図2では、音声発生手段21が管理センタ6等と通話する通話手段21を兼ねた構成となっている。
【0021】
図3を参照して、制御装置16を説明する。図3は、本発明の一実施形態に係る外出支援システムにおける制御装置のブロック図である。前記制御装置16は、力センサ15により検出された利用者からサポータ14に働く力にしたがい、移動体1の移動を制御するパワーアシスト制御部31と、該パワーアシスト制御部31の出力により、右および左のモータ13a,13bを駆動するモータ駆動装置34a,34bと、当該制御装置16への入出力信号等を処理する情報処理部32と、該情報処理部32へバッテリー17のバッテリー残量を入力するバッテリー残量センサ33を備えている。
【0022】
パワーアシスト制御部31は、利用者からサポータ14に働く力を検出する力センサ15の力信号Ff,FtにゲインパラメータKa,Kb,Kbを乗じ、選択部35により前記力信号Ff,Ftの正負符号を選択し、実際の前進および後退速度目標値Vf、旋回速度目標値Vtを求める演算部36aと、前記求められた前進、後退速度目標値Vf、旋回速度目標値Vtより移動体1の右および左のモータ13a,13bの回転速度目標値Vtを求める変換部36bとからなっている。
【0023】
情報処理部32は、電力蓄積手段であるバッテリー17の残量センサ33からの入力信号と、利用者端末器22の入出力信号と、GPS受信機18からの利用者の位置情報入力信号とを入力させて処理すると共に、無線通信機19を制御し、パワーアシスト制御部31の力信号のゲインパラメータKa,Kb,Kbの調整を行うようになっている。なお、実際には、前記制御装置16は、コンピュータのソフトウェアと入出力ハードウェアにより具現化される。
【0024】
制御部16が、移動体1を前進・後退および旋回させる構成について説明する。
前記制御部16は、サポータ14に加わる前後方向の力成分と、旋回方向のトルク成分を、力信号Ffおよびトルク信号Ftとして、力センサ15から受け取る。ここで、力信号Ffは前進方向を正とし、トルク信号Ftは、左旋回方向を正とする。力信号Ffに、前進方向のゲインKaもしくは後退方向のゲインKbを掛け、力の方向に応じて、選択器35により、前進方向のゲインKaあるいは後退方向のゲインKbを掛けた値のいずれかを選択し、前進速度目標値Vfを求める。
【0025】
すなわち、前進速度目標値Vfは、力信号Ffが正、前進方向の力が検出された場合には、Vf=Ka×Ffとし、力信号Ffが負、後退方向の力が検出された場合には、Vf=Kb×Ffとする。また、トルク信号Ftには、旋回方向のゲインKtを掛けて、旋回速度目標値Vtを求める。Vt=Kt×Ffとする。
【0026】
前進速度目標値Vfおよび旋回速度目標値Vtから、移動体1をその速度で前進・旋回させるように変換部36bにより、右および左のモータ13a,13bの回転速度目標値Va,Vbを求める。ここで、移動体1の駆動車輪12a,12bの直径D、駆動車輪の間隔W、モータ13a,13bと駆動車輪12a,12b間の減速機の減速比Nとすると、変換器36bにおいて、前進速度目標値Vfは回転速度目標値Vaに変換される。
回転速度目標値Va=(2N/D)×Vf+(2NW/D)×Vt
回転速度目標値Vb=(2N/D)×Vf−(2NW/D)×Vt
【0027】
制御装置16の機能について説明する。
例えば、利用者が前に進もうとして、サポータ14を真っ直ぐ前向きに押した場合を説明する。力信号Ffが正の値になるように構成されているので、前進速度目標値Vfは、力信号Ffと前進方向のゲインKaを掛けた値が選択され、Vf=Ka×Ffとなる。トルク信号Ftは0になるので、旋回速度目標値Vtは0になる。したがって右および左のモータ13a,13bの回転速度目標値Va,Vbは等しい(2N/D)×Ka×Ffとなる。これにより、右・左の車輪12a,12bが等しい速度で前向きに駆動されるので、移動体1は、真っ直ぐ前進する。この時の前進速度は、前進速度目標値Vfに等しくなり、サポータ14を押した力に比例する。
【0028】
また、例えば、利用者が後に進もうとして、サポータ14を後向きに引いた場合には、力信号Ffが負の値となるように構成されているので、後退方向のゲインKbを掛けた値が選択され、後退速度目標値は、Vf=Kb×Ffとなり、右および左のモータ13a,13bの回転速度目標値Va、Vbは(2N/D)×Kb×Ffとなる。これにより、右・左の車輪12a,12bが等しい速度で後向きに駆動されるので、移動体1は真っ直ぐに後退する。この時の後退速度は、−Kb×Ffとなる。
【0029】
また、例えば、利用者が左(利用者から向かって左側)に旋回しようとして、サポータ14に左方向のトルクを加えた場合を考える。前後方向の力は加えていないものとすると、トルク信号は正の値となり、旋回速度目標値は、Vt=Kt×Ftとなる。また、力信号Ffは0になるので、前進速度目標値Vfは0になる。従って、右のモータの回転速度目標値は、Va=(NW/D)×Kt×Ftとなり、正の値になる。また、左のモータの回転速度目標値は、Vaと等しい大きさで符号が逆の値、Vb=−(NW/D)×Kt×Ftになる。
【0030】
このようにすることにより、移動体1の右の駆動車輪12aは,前向きに駆動され、左の駆動車輪12bは、右の駆動車輪12aと等しい速度で後ろ向きに駆動されるので、前記移動体1はその場で左に旋回する。このときの旋回速度は、Kt×Ftとなる。逆に、サポータ14に右方向のトルクを加えた場合には右に旋回する。また、サポータ14に、前後方向の力と左右旋回方向のトルクを同時に加えた場合には、移動体1は,前後に移動しながら、旋回する。
【0031】
すなわち、移動体1が利用者の押す力に比例した速度で前進・後退・旋回するので、利用者は自分の好きなペースで自由に歩行することができる。ここで、力と速度の関係を定めるゲインKa・Kb・Ktは制御装置16内の情報処理装置32で調節可能であり、利用者から見た移動体1の見かけの抵抗を変化させることができる。前記駆動用モータ13a,13bを同方向に駆動することにより、前記移動体1を前進または後退させるように制御し、前記駆動用モータ13a,13bをそれぞれ逆方向に駆動することにより、前記移動体1を左右の駆動車輪12a,12bの中間点を中心に旋回させるように制御する。
【0032】
このように構成された移動体1は、利用者がサポータ14に掴まって体重の一部を前記サポータ14に移動させて起立し、前記利用者から前記サポータ14に働く力を力センサ15により検出する。前記移動体1が検出された利用者から働く力に応じた速度となるように、駆動用モータ13a,13bが駆動され、加えた力と同じ方向に移動体1を移動させることにより、利用者の歩行を補助することができる。
【0033】
次に、移動体1の移動をサポートする機能を備えた管理センタ6等の構成を説明する。前記管理センタ6等は、地図データベース(地図情報蓄積手段)2の設置・保守と、複数の移動体1の集中管理用設備であり、病院、介護施設、行政施設、介護サービス企業等が設置・運営するものである。
【0034】
管理センタ6等には、移動体1の無線通信機19とアンテナを介して無線通信可能な無線基地局5と、該無線基地局5に通信回線9で接続されている地図情報データベース(地図情報記憶手段)2及び介護者端末器3とを備えている。前記無線通信には、携帯電話回線、PHS、無線パケット通信、衛星通信等を利用する。前記通信回線9は、有線又はインターネットを利用することができる。
【0035】
前記地図情報データベース2には、道路・歩道・建物等の地図情報と、バッテリー17が充電できる場所の情報等が記憶されている。地図情報データベース2及び介護者端末器3が無線基地局5を介して移動体1の無線通信機19との間で、データ伝送や無線通信ができる。
【0036】
介護者端末器3は、移動体1の現在位置及び周囲の地図、外出目的地、バッテリー17の残量、目的地までの距離等を表示することができる。また、介護者端末器3は、バッテリー17の電力切れ等の緊急時には、移動体1の利用者からの介護者、家族を呼び出すメッセージも表示することができる。この表示器は図示されていない。さらに、介護者端末器3は、管理センタ6等に取り付ける固定型にする必要はなく、該介護者と共に移動できるように携帯型にしても差し支えない。また、介護者端末器3は、図示しないが移動体1の利用者と音声で対話する通話手段を備えている。この通話手段については、図示されていない。本システムは、移動体1と介護者端末器3が複数存在した場合でも利用できる。
【0037】
移動体1を含む外出支援システムを利用し、利用者が外出する場合を説明する。
利用者が、外出に出発する時には、利用者あるいは介護者が、利用者端末器22を操作して、外出の目的地と経路を制御装置16に設定する。目的地の設定は、無線通信機19を通じて、地図データベース2から前記目的地の周囲の地図情報を検索し、利用者端末器22のディスプレイ23に地図を表示し、目的地の場所を指定する。本実施形態では、前記目的地の場所の指定は、指でタッチパネルの所定位置を指定するタッチパネル方式について説明する。
【0038】
経路の設定は、利用者端末器22のディスプレイ23に表示された地図の上を経路に沿って手でなぞるかもしくは適当数の経由場所を手でタッチすることにより行われる。また、前記利用者端末器22を用いる代わりに、介護者端末器3を操作して目的地と経路を設定して無線基地局5及び無線通信機19を介して移動体1の利用者端末器22のディスプレイ23に送信しても差し支えない。なお、散歩のように、出発地に戻ってくる場合には、目的地と出発地は同一になる。
【0039】
外出への出発時および出発後に、制御装置16は、バッテリー残量センサ33により、バッテリー17に蓄積されている電力量、すなわちバッテリー残量を検出する。バッテリー残量を検出する方法としては、バッテリー17の電圧および電流からバッテリー残量を推定するか、もしくは充電後の消費電流の累計値から放電量を推定して残量を計算する方法を用いることができる。
【0040】
さらに、制御装置16は、バッテリー残量センサ33により検出したバッテリー残量から、バッテリー残量で移動できる距離を予測計算する。バッテリー残量で移動できる距離は、バッテリー残量を距離当たりの消費電力量で割ることで計算するか、もしくはバッテリー残量を時間当たりの消費電力量で割って、バッテリーの残りの利用可能時間を求め、それに平均移動速度を掛けることで計算することができる。また、2つの計算方法を併用し、短い方の距離をバッテリー残量で移動できる距離として用いてもよい。平均移動速度は、利用者毎に移動速度を記録し、過去の移動速度を平均することにより求められる。
【0041】
また、制御装置16は、人工衛星4からの電波を受信してGPS受信機18により移動体1の現在位置を算出し、地図データベース2から得た地図情報に基づいて、前記移動体1の現在位置から設定された目的地までの距離を、設定した経路に沿って計算する。また、経路に障害物があったり、道路工事により通行できなかったり、利用者が寄り道する等により、移動体1が設定された経路から離れている場合には、元の経路に復帰できる経路を地図情報から求めて、その経路を含めて距離を計算する。なお、簡易的には、いくつかの経由点を直線で結んだ距離を合計することにより、目的地までの距離を近似計算することもできる。
【0042】
制御装置16は、利用者が確認できるように、利用者端末器22に、現在位置の周囲地図と、バッテリー残量と、バッテリー残量で移動できる距離と、目的地までの距離を図形および文字で表示する。また、これらの情報を無線通信機19を制御することにより送信し、無線基地局5を介して、介護者が利用者の位置等を確認できるように介護者端末器3に表示することもできる。
【0043】
制御装置16は、得られたバッテリー残量で移動できる距離と、目的地までの距離を比較する。目的地までの距離に対して、バッテリー残量で移動できる距離の余裕量が十分に大きくない場合には、利用者端末器22と、無線通信機19により無線基地局5を介して介護者端末器3とを通じて、それぞれ利用者および介護者に通知する。
【0044】
ここで、予測誤差がある可能性を考慮して、バッテリー残量で移動できる距離には、目的地までの距離に対して、十分な余裕量をとる。また、余裕量の大きさに応じて、下記のように複数のレベルにバッテリー残量を区分して利用者および介護者に通知し、余裕量が少なくなって来たことを警告する。
【0045】
図4を参照して、バッテリー残量の区分例を説明する。図4は、本発明の1実施形態に係る外出支援システムにおけるバッテリー残量の区分を示す線図である。目的地までの距離とバッテリー残量で移動できる距離を比較し、バッテリー残量で移動できる距離の余裕量に応じて、余裕量が大きい方から順にレベル0から4の5段階に分ける。
【0046】
レベル0は、余裕量が十分に大きく、問題なく目的地に到達できる状態に対応している。レベル1は、目的地に到達することは可能で、安全のため、充電してから出発すべき場合を表し、レベル2は、設定した経路で進むならば、十分に目的地まで到達できるが、経路から外れて寄り道をするには余裕量が少なくなって来た状態を表し、レベル3は、目的地まで到達することができるが、余裕量が少なくなって来た状態を表し、レベル4は、余裕量が少なく、目的地に到達できない可能性がある場合を表すものである。
【0047】
一般に、余裕量の大きさの区分は、次のように定める。目的地までの距離La、バッテリー残量で移動できる距離Lbとすると、単純には、余裕量はLa−Lbと考えることができるが、LaおよびLbに推定誤差があった場合、次の式により、余裕量CはC=Lb−αLaで表される。ここで、αは補正するための係数であり、例えば1.5程度、Laは1.5、Lbは満充電されているとき移動できる距離の2割に設定する。このようにして、余裕量Cを少なめに見積もることにより、La、Lbに推定誤差があった場合でも十分な余裕量を確保できるようになる。
【0048】
レベルは、余裕量Cの大きさにより区分する。レベルnとレベルn+1の境界の余裕量Cをレベル境界の判定値Cnとする。なお、図4において、レベル境界は、余裕量Cが一定の直線で表され、レベルnとレベルn+1の境界線の縦軸に対する切片がCnに対応し、境界線の傾きがαに対応する。
【0049】
レベルの判定および利用者ならびに介護者に対する通知の手順を説明する。図5は、本発明の1実施形態に係る外出支援システムにおけるレベル判定および利用者・介護者に対する通知の手順を示すフローチャートである。利用者の外出出発前と外出の出発後で手順が変化し、図5(a)は、移動体1による外出の出発前、図5(b)は、移動体1による外出の出発後の判定手順を示すものである。
【0050】
図5(a)に示す如く、まだ、出発していない場合には、まず、現在位置(出発地)から設定された目的地までの距離Laおよび現在のバッテリー残量で移動できるLbから余裕量Cを計算する(S1)。次に、余裕量Cを判定値C1と比較する。(S2)、余裕量Cが判定値C1よりも小さい場合には、レベル1以上であると判定する。この場合は、利用者端末器22及び無線通信機19,無線基地局5を介して介護者端末器3を通じて、文字表示および音声メッセージを用いて、安全のため充電してから出発するように利用者および介護者に警告する。また、移動体1の動きを制御することにより、利用者に警告する(S3)。この移動体1の動きによる警告の方法については後述する。余裕量Cが判定値C1よりも大きい場合には、余裕量Cがレベル0と判定し、利用者および介護者に警告せず、自由に、外出先に向って出発できるようにする(S4)。
【0051】
既に出発している場合には、図5分図(b)に示すように、まず、現在位置から設定された目的地までの距離Laおよび現在のバッテリー残量で移動できる距離Lbから余裕量Cを計算する(S11)。次に、余裕量Cを判定値C4と比較し(S12)、余裕量Cが判定値C4よりも小さい場合には、レベル4と判定する。この場合、利用者端末器22を通じて、直ちにバッテリーを充電するように利用者に警告すると共に、地図データベース2から、近くでバッテリー充電ができる場所を検索し、利用者端末器22に表示して利用者を誘導する(S13)。また、移動体1の動きによって利用者に警告する。
【0052】
また、無線通信機19,無線基地局5を介し、介護者端末器3を通じて、介護者にバッテリー17が少なくなったことを通知すると共に、介護者端末器3に移動体1の現在位置を表示し、必要に応じて、介護者が移動体1のところまで行き、バッテリー17を交換したり、自動車で利用者を移動させたりできるようにする。
【0053】
また、利用者端末器22と介護者端末器3の間の通話手段を制御装置16により自動的に有効にし、介護者が利用者に声をかけて安心させ、バッテリー充電場所まで誘導することができるようにする。なお、バッテリー充電場所としては、ガソリンスタンドやコンビニエンスストア等の店舗、介護サービス企業のサービスセンタ、病院・介護センタなどの医療福祉施設、役所、交番などの公共施設などが挙げられ、緊急時の利用について、予め契約・協定を締結しておくことが望ましい。
【0054】
余裕量Cが判定値C4よりも大きい場合には、余裕量Cを判定値C3と比較し(S14)、余裕量Cを前記判定値C3より小さい場合には、レベル3と判定する。この場合、急いで目的地に向かうように、利用者端末器22および介護者端末器3を通じて利用者及び介護者に警告すると共に、移動体1の動きによって利用者に警告する。
【0055】
余裕量Cが判定値C3よりも大きい場合には、前記余裕量Cを判定値C2と比較し(S16)、前記余裕量CがC2よりも小さい場合には、レベル2と判定する。この場合は、さらに、目的地までの距離の過去の変化状態から、目的地に向かって移動しているか、目的地から離れる方向に移動しているかを判定する(S17)。
【0056】
すなわち、目的地までの距離が減少している場合には、目的地へ向かっており、目的地までの距離が増加したときは、目的地から離れる方向へ移動していると判断する。目的地から離れる方向に移動している場合には、目的地に急いで向かうように利用者端末器22および介護者端末器3を通じて利用者と介護者に警告すると共に、移動体1の動きによって利用者に警告する(S18)。目的地に向かって移動している場合には、警告を発せず、自由に移動できるようにする。余裕量Cが判定値C2よりも大きい場合は、レベル1以下と判定する。この場合は、警告せず、自由に移動できるようにする(S19)。
【0057】
次に、文字表示及び音声メッセージによる警告の代わりに、又は併用して用いられる移動体1の動きを制御する警告方法を用いた利用者の外出を説明する。
この動きによる警告を行う時には、制御装置16の前進方向のゲインKaを減らし、例えば、前進方向のゲインKaの値を通常の移動速度の場合に比べて半分にする。このようにすると、利用者から見た移動体1の見かけの抵抗が増加して、移動体1のサポータ14を、通常の移動速度がでる場合と同じ力で押した時の速度が減少し、移動体1が動きにくくなるので、利用者は不自然に感じ、利用者端末器22からの表示や音声による警告に気付いていない場合でも、バッテリーの余裕量が少なくなっていることに気付くことができる。
【0058】
さらに、効果的に警告するために、前進ゲインKaを小さくする代わりに、周期的に増減させてもよい。例えば、1秒おきに0.5秒間は前進ゲインKaを半分に減らし、次の0.5秒間は通常の値に戻すようにする。このようにすると、利用者から見た移動体1の見かけの抵抗が周期的に変化するので、利用者が一定の力でサポータ14を押しても、移動体1の速度が周期的に変化し、移動体1がいわゆる「ガタガタ」と不自然な動きをするようになる。これにより、バッテリー17の余裕量が少なくなっていることを、明確に認識することができる。
【0059】
移動体1による警告は、レベル1において外出に出発する時と、レベル2において移動体1が目的地から離れる方向に移動した時には、前記動きによる警告が行われる。レベル3の場合も、動きによる警告を行うが、移動体1が目的地に向かって進んでいる場合には、利用者端末器22に解除ボタンを表示し、利用者の操作により、動きによる警告を解除できるようにする。これにより、利用者がバッテリーの余裕量が少なくなっていることに気づいた後は、前記解除ボタンを押すことにより、目的地に向けて通常と同様に進めるようになり、楽に目的地に向かうことができる。
【0060】
レベル3からレベル4に変化した場合は、再度動きによる警告を行い、利用者にバッテリー17の余裕量が少ないことを伝える。この場合も、解除ボタンにより、警告を解除できるようにするが、移動体1がバッテリー充電場所に向けて移動していない場合には、移動体1の動きによる警告を続ける。これにより、利用者にバッテリー17が少ないことを気付かせ、バッテリー充電場所に向けて進むように促すことができる。
【0061】
また、さらに強く警告するために、例えば、レベル3からレベル4に変化した時に、一旦、前進方向のゲインKa、後退方向のゲインKb、旋回方向のゲインKtを0にし、解除ボタンを押すまで、移動体1を全く動かないようにしてもよい。このようにすれば、バッテリー17の余裕量が少ないことを、利用者に確実に気づかせることができる。
【0062】
このように構成したシステムにより、外出の出発から目的地に到達するまで、バッテリー残量に十分な余裕量があるかどうか、常に監視し、余裕量が少なければ、目的地へ到達できる内に、利用者と介護者に警告を与えるようにしているので、利用者が特に注意していなくても、バッテリー17が放電し切るおそれがなく、確実に目的地に到達することができる。
【0063】
バッテリー残量の余裕量は、目的地までの距離を考慮して判断しており、距離に応じて、警告を発生するバッテリー残量を変化させているので、バッテリー17の容量を効率的に活用することができる。また、バッテリー残量が少なくなり、目的地へ到達できない可能性が生じた場合には、充電場所に誘導すると共に、介護者に連絡して、介護者が音声で利用者を誘導したり、利用者を迎えに行ったりできるようにしているので、利用者が外出中に動けなくなって困ることがなくなる。
【0064】
また、利用者に対する警告は、利用者端末器22を介して表示・音声による警告に加えて、移動体1の動きによる警告を併用しているので、利用者の視力や聴力が弱く、利用者端末器22の警告に気づかない場合にも、バッテリー17の余裕量が少なくなって来ていることを確実に気づかせることができる。
【0065】
また、介護者は、移動体1の現在位置や、バッテリー残量の状況を介護者端末器3により、管理センタ6等から確認することができるので、安心して外出させることができる。これらにより、単独で外出しても、利用者・介護者共に安心することができ、利用者が気軽に外出できるようになり、高齢者の社会参加が促進される。
【0066】
なお、本実施形態では、位置検出手段としてGPS無線機を用いたが、PHSや携帯電話等の無線通信手段の基地局からの電波を利用するもの、ジャイロや加速度センサを利用するもの、車輪の回転数を計測するもの等他の位置検出手段を用いてもよく、それらを併用しても差し支えない。また、電力蓄積手段としては、充電式のバッテリーの代わりに燃料電池などの他の電力蓄積手段を用いても良い。
【0067】
また、地図データベース2を管理センタ6等に設けたが、移動体1や介護者端末器3の数が少ない小規模なシステムの場合には、通信量を減らすために、地図情報を移動体1と介護者端末器3とに記憶させるようにしてもよい。また、介護者端末器3の通話手段として、携帯電話を介護者に携帯させ、バッテリー17が少なくなった時など、必要な時に自動的に介護者を呼び出すようにしてもよい。このようにすれば、介護者が介護者端末器3の近くにいない場合でも、確実に介護者を呼び出すことができる。
【0068】
また、前記実施形態では、移動体1として、利用者が起立して歩行を行う歩行器タイプの移動体例を示したが、電動車椅子、電動三輪車等のように、利用者が搭乗して移動する移動体を用いることもできる。その場合、力センサ15による移動操作の代わりに、レバーやジョイスティックによる移動操作を用いても良い。
【0069】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した如く、本発明の構成によれば、歩行が困難な高齢者など、単独での外出に困難な人が、安心して外出でき、社会参加を促進することができる外出支援システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る外出支援システムのブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る外出支援システムに用いられる移動体の側面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る外出支援システムにおける制御装置のブロック図である。
【図4】本発明の1実施形態に係る外出支援システムにおけるバッテリー残量の区分を示す線図である。
【図5】本発明の1実施形態に係る外出支援システムにおけるレベル判定および利用者・介護者に対する通知の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…移動体
1a…移動体本体
2…地図情報データベース(地図情報蓄積手段)
3…介護者端末器
4…人工衛星
9…通信回線
11a,11b…キャスタ(従動車輪)
12a,12b…駆動車輪
13a,13b…モータ
14…サポータ
15…力センサ(力検出手段)
16…制御装置
17…バッテリー
18…GPS受信機(位置検出手段)
19…無線通信機
22…利用者端末器
23…ディスプレイ
30…駆動手段
33…バッテリー残量センサ(電力量検出手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an outing support system, and more particularly to an outing support system for elderly people and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a person who is difficult to walk alone, such as an elderly person who is unstable in walking, goes out, an electric wheelchair or an electric tricycle has been often used. In addition, as an electric device for assisting walking, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-184966 discloses a moving body, a supporting body provided on the moving body, a holding arm provided rotatably at the upper end of the supporting body, An actuator for driving the holding arm, a user holding portion provided on the holding arm, an action force detector provided on the holding arm for detecting a force acting from the user, and detection from the action force detector A walking assist device is disclosed that includes control means for controlling a moving body by comparing a value with a target value.
[0003]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-28227 discloses a GPS (Global Positioning System, Global Positioning System) for the purpose of guiding a moving object from being obstructed by a step or an obstacle. A wheelchair having a guidance function using a) is disclosed.
[0004]
The electric assist device as described above is equipped with a battery as a power source. Conventionally, in order to inform the user of the remaining amount of the battery, a battery remaining amount meter or a warning that the remaining amount is low is used. A lamp or buzzer is generally used.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When going out using an electric support device, it is necessary to manage the battery so that it does not become empty while going out, but it is difficult to manage the remaining amount of the battery, especially when used by elderly people. In other words, with conventional devices, it is necessary to always check and confirm whether or not the destination can be reached with the remaining battery level by looking at the remaining battery level meter. There was a possibility that the remaining amount was insufficient. In addition, elderly people often have poor visual acuity and hearing ability, so they may go out without noticing the warning lamp and buzzer of the battery level, and the battery level may be insufficient on the way.
[0006]
Also, with the conventional support device, if the battery runs out while you are out, the user needs to solve it by seeking help from others, but if it is difficult to talk, There was a possibility that the intention was not communicated to the people of and the situation could be difficult.
[0007]
When using a conventional outing support device, as described above, difficulties arise, so in the case of elderly people in particular, going out alone is anxious for both the person and the caregiver, and requires an attendant to go out. There were many things to do. For this reason, elderly people tend to refrain from going out and have difficulty in social participation.
[0008]
The present invention has been made to solve at least one of the above-described problems in the conventional outing support apparatus, and even an elderly person can go out alone, and both for the person and the caregiver. The purpose is to provide an outing support system without any anxiety.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention A moving body, driving means for moving the moving body, power storage means for supplying power to the driving means, power amount detection means for detecting the amount of power stored in the power storage means, and Position detection means for detecting the position of the mobile body, destination setting means for setting a user's movement destination, detection signals from the power amount detection means and position detection means, and control of the drive means Control means to A user terminal that presents information to the user; A mobile body having map information storage means for storing map information; With care giver terminal to present information to caregiver Prepared, The control means includes The position of the moving body detected by the position detecting means , Destination set by the destination setting means as well as Based on the map information stored in the map information storage means. And The distance from the moving object to the destination Calculate , Predicting and calculating the distance that can be moved by the stored power amount detected by the power amount detection means, The distance to the destination The predicted calculated distance In comparison with Calculate more margin, depending on the size of the margin Multiple stages Level In The remaining power of the power storage means Classify The information presentation contents to the user terminal and the caregiver terminal are presented by changing the information presentation contents according to the classified level of the remaining amount of the power storage means, and the level of the stored power amount In this case, it is determined whether the distance from the past change state to the destination is moving toward the destination or moving away from the destination. When moving in the direction, change the moving speed by the driving means to make the moving body difficult to move Configured as Is a thing .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram of an outing support system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of a mobile body used in the outing support system according to an embodiment of the present invention. A going-out support system according to an embodiment of the present invention includes a moving
[0014]
First, with reference to FIGS. 1 and 2, a moving
[0015]
The moving
[0016]
The mobile body 1a includes a
[0017]
The driving means 30 includes
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The touch panel as the operation input means may be used also as the
[0021]
The
[0022]
The power
[0023]
The
[0024]
A configuration in which the
The
[0025]
That is, the forward speed target value Vf is set to Vf = Ka × Ff when the force signal Ff is positive and a forward force is detected, and when the force signal Ff is negative and the reverse force is detected. Is Vf = Kb × Ff. The torque signal Ft is multiplied by a turning direction gain Kt to obtain a turning speed target value Vt. Let Vt = Kt × Ff.
[0026]
From the forward speed target value Vf and the turning speed target value Vt, the converter 36b obtains the rotational speed target values Va and Vb of the right and left
Rotation speed target value Va = (2N / D) × Vf + (2NW / D) × Vt
Rotation speed target value Vb = (2N / D) × Vf− (2NW / D) × Vt
[0027]
The function of the
For example, a case will be described in which the user pushes the
[0028]
Further, for example, when the user tries to move backward and pulls the
[0029]
Further, for example, consider a case where the user applies left torque to the
[0030]
By doing so, the
[0031]
That is, since the moving
[0032]
The
[0033]
Next, the configuration of the management center 6 or the like having a function for supporting the movement of the moving
[0034]
The management center 6 and the like include a radio base station 5 capable of radio communication with the
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
A case where the user goes out using the outing support system including the moving
When the user leaves for going out, the user or caregiver operates the
[0038]
The route is set by tracing the map displayed on the
[0039]
At the time of departure and after departure, the
[0040]
Further, the
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
Here, in consideration of the possibility of a prediction error, a sufficient margin is provided for the distance that can be moved by the remaining battery level with respect to the distance to the destination. Also, according to the size of the margin, the remaining battery level is divided into a plurality of levels as described below and notified to the user and caregiver to warn that the margin has been reduced.
[0045]
With reference to FIG. 4, an example of classification of the remaining battery level will be described. FIG. 4 is a diagram showing the remaining battery level in the outing support system according to the embodiment of the present invention. The distance to the destination and the distance that can be moved by the remaining battery level are compared, and the level 0 to 4 are divided in order from the larger margin according to the margin of the distance that can be moved by the remaining battery level.
[0046]
Level 0 corresponds to a state in which the margin is sufficiently large and the destination can be reached without any problem.
[0047]
In general, the size of the margin is determined as follows. Assuming that the distance La to the destination and the distance Lb that can be moved by the remaining amount of the battery, the surplus amount can be simply considered as La−Lb, but if there is an estimation error in La and Lb, The margin amount C is represented by C = Lb−αLa. Here, α is a coefficient for correction, for example, about 1.5, La is set to 1.5, and Lb is set to 20% of the distance that can be moved when fully charged. In this way, by estimating the margin amount C slightly, it is possible to ensure a sufficient margin amount even when there are estimation errors in La and Lb.
[0048]
The level is classified according to the size of the margin amount C. The margin amount C at the boundary between level n and level n + 1 is set as a level boundary determination value Cn. In FIG. 4, the level boundary is represented by a straight line with a constant margin C, the intercept of the boundary line between level n and level n + 1 with respect to the vertical axis corresponds to Cn, and the inclination of the boundary line corresponds to α.
[0049]
The procedure for determining the level and notifying the user and caregiver will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of level determination and notification to the user / caregiver in the outing support system according to the embodiment of the present invention. The procedure changes before and after the user's departure. FIG. 5 (a) shows the determination before the departure by the
[0050]
As shown in FIG. 5 (a), if the vehicle has not yet started, first, a margin from the distance La from the current position (departure point) to the set destination and Lb that can be moved with the current remaining battery level. C is calculated (S1). Next, the margin amount C is compared with the determination value C1. (S2) When the margin C is smaller than the determination value C1, it is determined that the level is 1 or more. In this case, the
[0051]
If the vehicle has already departed, as shown in FIG. 5 (b), first, the margin C is determined from the distance La from the current position to the set destination and the distance Lb that can be moved with the current remaining battery level. Is calculated (S11). Next, the margin amount C is compared with the determination value C4 (S12), and when the margin amount C is smaller than the determination value C4, it is determined as level 4. In this case, the user is warned to charge the battery immediately through the
[0052]
In addition, the
[0053]
In addition, the communication means between the
[0054]
When the margin amount C is larger than the determination value C4, the margin amount C is compared with the determination value C3 (S14), and when the margin amount C is smaller than the determination value C3, it is determined as
[0055]
When the margin amount C is larger than the determination value C3, the margin amount C is compared with the determination value C2 (S16), and when the margin amount C is smaller than C2, it is determined as
[0056]
That is, when the distance to the destination is decreasing, the vehicle is moving toward the destination, and when the distance to the destination is increasing, it is determined that the vehicle is moving away from the destination. When moving away from the destination, the user and the caregiver are warned through the
[0057]
Next, the user's going out using a warning method for controlling the movement of the moving
When warning by this movement is performed, the gain Ka in the forward direction of the
[0058]
Further, in order to effectively warn, the forward gain Ka may be increased or decreased periodically instead of decreasing. For example, the forward gain Ka is reduced by half for 0.5 seconds every other second, and returned to the normal value for the next 0.5 seconds. In this way, since the apparent resistance of the moving
[0059]
The warning by the moving
[0060]
When the level changes from
[0061]
In order to further warn, for example, when the level changes from
[0062]
With the system configured in this way, it is always monitored whether there is a sufficient amount of remaining battery power from the departure to the destination, and if the margin is small, the destination can be reached, Since warning is given to the user and the caregiver, even if the user is not particularly careful, there is no possibility that the
[0063]
The remaining battery capacity is determined in consideration of the distance to the destination, and the remaining battery capacity for generating a warning is changed according to the distance, so the capacity of the
[0064]
Moreover, since the warning for the user uses the warning by the movement of the moving
[0065]
Moreover, since the caregiver can confirm the current position of the
[0066]
In this embodiment, a GPS radio is used as the position detection means. However, a radio communication means such as a PHS or a mobile phone that uses radio waves from a base station, a gyroscope or an acceleration sensor, a wheel Other position detection means such as a device for measuring the number of rotations may be used, or they may be used in combination. Further, as the power storage means, other power storage means such as a fuel cell may be used instead of the rechargeable battery.
[0067]
Further, although the
[0068]
In the above-described embodiment, an example of a walker type moving body in which the user stands and walks as the moving
[0069]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the configuration of the present invention, a person who is difficult to walk alone, such as an elderly person who is difficult to walk, can safely go out and promote social participation. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an outing support system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a moving body used in an outing support system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a control device in the outing support system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a classification of a remaining battery level in the outing support system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of level determination and notification to a user / caregiver in the outing support system according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Moving object
1a ... Mobile body
2… Map information database (map information storage means)
3 ... Caregiver terminal
4 ... Artificial satellite
9. Communication line
11a, 11b ... Casters (driven wheels)
12a, 12b ... Driving wheel
13a, 13b ... motor
14 ... Supporter
15 ... Force sensor (force detection means)
16 ... Control device
17 ... Battery
18 ... GPS receiver (position detecting means)
19 ... Wireless communication device
22 ... User terminal
23 ... Display
30 ... Driving means
33 ... Battery remaining amount sensor (electric energy detection means)
Claims (1)
地図情報を記憶する地図情報蓄積手段と、
介護者への情報提示を行なう介護者端末器とを備え、
前記制御手段は、
前記位置検出手段により検出された前記移動体の位置、前記目的地設定手段により設定された目的地及び前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報に基づいて、前記移動体から目的地までの距離を計算し、
前記電力量検出手段により検出された蓄積電力量で移動できる距離を予測計算し、
該目的地までの距離と該予測計算した距離との比較により余裕量を計算し、
前記余裕量の大きさに応じて複数段階のレベルに前記電力蓄積手段の残量を区分し、
前記利用者端末及び前記介護者端末への情報提示内容を前記電力蓄積手段の残量の区分されたレベルに応じた情報提示内容に変えて提示すると共に、
前記蓄積電力量がある区分のレベルの場合に前記目的地までの距離の過去の変化状態から目的地に向かっているか目的地から離れる方向に移動しているかという移動方向を判定し、この移動方向の判定で目的地から離れている方向に移動している場合には前記駆動手段による移動速度を変化させて前記移動体を動きにくくするように構成した
ことを特徴とする外出支援システム。A moving body, driving means for moving the moving body, power storage means for supplying power to the driving means, power amount detection means for detecting the amount of power stored in the power storage means, and Position detection means for detecting the position of the mobile body, destination setting means for setting a user's movement destination, detection signals from the power amount detection means and position detection means, and control of the drive means A moving body having control means for performing and a user terminal for presenting information to the user ,
Map information storage means for storing map information;
A caregiver terminal that provides information to the caregiver ,
The control means includes
Position of the movable body detected by said position detection means and based on the destination and the map information stored in the map information storage means set by the destination setting means, from said mobile to the destination Calculate the distance,
Predicting and calculating the distance that can be moved by the stored power amount detected by the power amount detection means,
Calculate the more allowance for comparison with the distances distance and said predictive calculation to the corresponding destination
Classifying the remaining amount of the power storage means into a plurality of levels according to the size of the margin ,
While changing the information presentation content to the user terminal and the caregiver terminal to the information presentation content according to the divided level of the remaining amount of the power storage means,
When the stored electric energy is at a certain level, the movement direction is determined as to whether it is moving toward the destination or away from the destination from the past change state of the distance to the destination. When the vehicle is moving in a direction away from the destination in this determination, the going-out support system is configured to change the moving speed by the driving means so as to make the moving body difficult to move .
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