JP5017553B2 - 歩行者の移動支援方法 - Google Patents
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Description
従来の無線マーカの真下近くにある端末装置は、当該送信アンテナ11a、11b、11c、11dから発信される高周波信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号の位相差を検出することで当該無線マーカの真下からの位置と方向を測位しあるいは標定することができる。
従来の「無線マーカ」は上記の通り構成されているので応用範囲が限られる問題点があり、図5に示す位置測位実験の結果を通して新たな価値を見い出し機能を附加することで本発明が実現できた。
また、特許文献2に記載されている従来の「アクテイブタグ装置」は、複数の送受波器あるいは複数のアンテナを周期的に切替えながら超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を発信するアクテイブ装置を用いて場所あるいは位置あるいは方向を高精度で測位する基本技術が記述されており、本発明は当該基本技術を発展させたものである。
また、特許文献4に記載されている従来の「盲導システムおよび盲導方法」は、携帯型盲動装置が別途GPS等を利用して自己の位置を測位する手段を備えており、情報発信装置から発信される対象物に関する位置および名称等を受信することで新しい情報を作り出すとされており、本発明のように、当該情報発信装置へ接近するための誘導手段が準備されておらず、当該情報発信装置を用いて歩行者を誘導し移動を支援する手段をもっていない。
また、特許文献5に記載されている従来の「歩行者情報提供システム」は、情報発信装置からID情報を読出し、当該ID情報に基づいて位置情報を呼び出し、歩行者の要求に応じた位置環境情報を提供するものであり、本発明のように、当該情報発信装置へ接近する手段が準備されておらず、当該情報発信装置を用いて歩行者を誘導し移動を支援する手段をもっていない。
また、特許文献6に記載されている従来の「位置情報発信装置」は、GPS衛星を利用して現在位置を測定し、別のフオーマットで位置情報として発信するものであり、本発明のように、当該情報発信装置へ接近するための手段が準備されておらず、当該情報発信装置を用いて歩行者を誘導し移動を支援する手段をもっていない。
本発明ではこれらの問題を解決するためにリアルタイムで情報を発信するための情報発信装置を設け移動あるいは歩行の誘導し支援を行なうための「移動体あるいは歩行者の移動を支援するための情報発信装置」を提供する。
本発明の移動体あるいは歩行者の移動を支援するための情報発信装置を移動体あるいは歩行者が移動しあるいは歩行する径路に設置することにより、当該移動体あるいは歩行者に対して移動を困難にする状況を克服するための情報を提供して当該移動体あるいは歩行者を誘導しあるいは移動を支援する役割を果たすことができるメリットがある。
あるいは、当該情報発信装置の周辺に他の情報発信装置が配置される場合には外部に設けられたアンテナ38を用いて外部から発信された同期情報を受信して同期運転を確保することができる。
当該発信された高周波信号を2基のアンテナ41aと41bを搭載した携帯端末4で受信することで当該携帯端末4に接続された2基のアンテナの位置を高精度で測位することが可能となり、当該移動体あるいは歩行者が移動することを困難にする状況を克服するために必要な情報を提供して当該移動体あるいは歩行者を誘導しあるいは移動を支援することができる。
図2では、当該移動体あるいは歩行者の移動を支援するための情報発信装置3を階段の踊り場102の側壁に傾斜角を持たせて設置し歩行者が階段101を安全に昇ることができるよう誘導しあるいは支援をすることができる。
図3では、複数の情報発信装置1a〜1hを交差点の周辺の横断歩道51a〜51dの方向13a〜13hに向けて配置し、外部に設けたマスター局52から発信される同期運転に必要な情報を受信することで同期を確保する。
図5では、移動体あるいは歩行者の移動を支援するための情報発信装置を第一の情報発信部3と第二の情報発信部2から構成し、当該第一の情報発信部3でもって携帯端末4を搭載しあるいは携帯する移動体あるいは歩行者を第二の情報発信部2の表示パネル24あるいは操作パネル25の前面に誘導し、当該第二の情報発信部2の通信手段22を介して入手した識別情報あるいは場所情報あるいは位置情報あるいはエリア情報あるいは移動あるいは歩行を困難にする状況を克服するための情報を当該表示パネル24を通じて当該移動体あるいは歩行者に提供することができる。
図6では、図3に示す移動体あるいは歩行者の移動を支援するための情報発信装置1を筐体に収納した時の概念図を示すものであり、第一の情報発信部3と第二の情報発信部2を組込んだものである。
図7は、横断歩道脇の歩道の上部に従来の無線マーカを設置し高周波信号を下方に向けて発信し、2基のアンテナを装着した歩行者が東を向いて立ち、位置を測位した時の位置測位データである。無線マーカは位置63の上部に設置されており、無線マーカと歩行者に装着したアンテナの間隔は約1m、測定点の半径は66が25cm、67が50cm、68が75cm、69が1mであった。
71〜81は位置の測位結果であり、人の形をした(2)の部分は右肩、(1)の部分は左肩を、マルの部分は中間点を示す。位置の測位精度が高く、歩行者の進行方向が正確に標定できていることから、歩行者の誘導あるいは歩行の支援に活用できることが証明された。
情報発信手段および/あるいは受信手段32の出力は、アンテナ切替器12により複数のアンテナ11a、11b、11c、11dに対して周期的に切替えられ、複数ビットで構成されるシステム同期信号と距離あるいは方向あるいはこれらの両方を測定するための測定信号と当該複数のアンテナが設置されている位置あるいは場所あるいはアンテナの指向性の方向あるいは傾斜角度あるいはこれらの組合わせを含む識別情報あるいは場所情報あるいは位置情報あるいはエリア情報あるいは移動あるいは歩行を困難にする状況を克服するために必要な情報あるいはこれらを組合わせた報知情報を発信している。
当該報知情報はデータ蓄積部37に予め書込まれておりあるいはダウンロードすることによって書き換えることができる。
当該アンテナ部31から発信される高周波信号は指向性のパターン13の幅120°以内の方向に発信され、携帯端末4の2基のアンテナ41a、41bで受信される。アンテナ41aと41bは例えば24msの周期で周期的に切替えられており、当該受信された高周波信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいはベースバンド信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相を当該アンテナ部31のアンテナ11a〜11dおよび携帯端末4のアンテナ41a、41bの組合わせ毎に測定することで、当該携帯端末4の場所あるいは位置あるいは向かっている方向を測位しあるいは標定することができる。
試作機を用いて位置の測位実験を行なった結果、測位精度が10cm以内である累積確率が約80%であり、最大誤差は約20cm以内であることから、歩行者の誘導あるいは歩行の支援に活用するのに十分な精度と信頼性が実現できる見通しが得られた。
ここで、当該情報発信部3には受信手段が内蔵されているので、携帯端末4からの情報発信要求を受けて情報発信手段を起動することで、当該情報発信装置1の電力消費を低減することが可能であり、太陽電池等を接続して無給電で動作させることができる。
また、当該情報発信装置1の周辺地域に設置されたマスター局あるいは他の情報発信装置から発信される情報を受信する際には、外部に設けられたアンテナ38に切り替えてバケツリレー方式等の通信手順によって相互通信をすることで、当該情報発信装置1内の制御部36にデータを直接蓄積しおよび/あるいは当該データ蓄積装置37にデータのダウンロードを受けることも可能である。
また、当該マスター局から入手する情報に同期信号を含むことで、周辺地域に設置された他の情報発信装置との同期を確保するとともにそれぞれ割り当てられた時間スロットで発信することによって情報発信の競合を避けることができるメリットがある。
また、本システムを効果的に運用するためには位置測位精度を改善することが不可欠である。位置の測位精度は送信アンテナ11a〜11dの間のアイソレーションに依存することが実験により確認されたことから、当該複数の送信アンテナ11a〜11dの中間部および/あるいは周辺部に吸収体および/あるいは遮蔽体を設けおよび/あるいは当該複数のアンテナに2点給電式のセラミックアンテナを用いることにより複数の送信アンテナ11a〜11dの間のアイソレーションを確保し個別にあるいはグループとして独立して機能させることができる。
情報発信装置1は、歩道橋の踊り場102の近くに取付用鉄柱103を設け適当な傾斜角を付けアンテナ11a〜11dの指向性パターン13が歩道橋の階段101の方向に向くように設置されている。
歩道橋の階段101を上る歩行者は携帯端末4を携帯し、当該携帯端末4には歩行者の両肩に装着されたアンテナ41a、41bが接続されている。
携帯端末4のアンテナ41aと41bの間隔は34cm程度であり、試作機を用いた位置の測位実験を行った結果を図5に示すように歩行者の両肩の位置が高い精度で測位できることから、情報発信装置1から発信される報知情報に基づいて歩行者を誘導しあるいは移動を支援することで、安全に歩道橋の階段101を上り下りさせることができる。
ここで、情報発信装置1を1台設置した場合について説明したが、必要に応じてアンテナ部のみを外部に追加接続して周期的に切替え、あるいは複数台を上部あるいは後方に設置することで更なる安全が確保できる。
また、情報発信装置1から発信される高周波信号の電力をサービスエリアの大きさに応じてあらかじめ設定しておきあるいは携帯端末4からの距離に応じて制御し、あるいは複数の情報発信装置を設けた場合には時分割により間欠発信させることで相互の干渉を排除することができる。
また、当該情報発信装置1を歩道橋の他に駅のプラットホームあるいはビル等の階段あるいは屋内の通路あるいは車道脇の歩道あるいは横断歩道あるいはバリアフリ道路あるいは移動体あるいは歩行者が移動する径路の上部あるいは下部あるいは側部あるいはこれらの組合わせによる個所に設置しても同様な効果が得られる。
複数の情報発信装置1a〜1hに接続されたアンテナの指向性パターン13a〜13hは、横断歩道61a〜61dの方向に向けて設置されている。
当該複数の報知情報1a〜1hは、マスター局51から発信される同期信号に同期してそれぞれに割り当てられた時間スロットで情報を発信するので、お互いに競合することが回避できる。
情報発信装置1aと1hは横断歩道61aの両端に設置され、当該情報発信装置の1aおよび1hに接続されたアンテナの指向性パターン13aおよび13hは横断歩道61aの方向に対向する形で向かい合って設置されている。
携帯端末4を携帯する例えば歩行者が自分の両肩にアンテナ41a、41bを装着し横断歩道61aを渡ろうとしているものとする。当該携帯端末4に接続されたアンテナ41aと41bが、当該情報発信装置1aおよび1hから発信されている位置測位に必要な信号を受信することで、当該アンテナ41aおよび41bの位置を高精度で測位できると、当該歩行者の現在の位置を測位し向かっている方向を標定出来るので、当該歩行者が横断歩道61aの枠からはみ出した場合には、音声あるいは両肩のアンテナのいずれかを振動させることで、枠内に戻るよう誘導することができる。
ここで、両肩のアンテナ41aと41bの間隔が約34cmとすると、位置の測位精度が±10cmが実現できるので、当該歩行者が横断歩道61aの枠内にいるか、枠内からどちらの方向にずれているかなどが正確に標定できることから、当該歩行者を安全に誘導することが可能となる。
また、当該歩行者に対して、情報発信装置1aと1hの2方向から測定信号が発信されるので、両者の平均値を求めることで位置の測位精度を高めることができる。
また、当該歩行者を誘導するために両肩のアンテナ41aあるいは41bの接続ケーブルにバイブレータの起動信号を重畳することが可能である。
情報発信手段および/あるいは受信手段32の出力は、アンテナ切替器12により複数のアンテナ11a、11b、11c、11dに対して周期的に切替えられ、複数ビットで構成されるシステム同期信号と距離あるいは方向あるいはこれらの両方を測定するための測定信号と当該複数のアンテナが設置されている位置あるいは場所あるいはアンテナの指向性の方向あるいは傾斜角度あるいはこれらの組合わせを含む識別情報あるいは場所情報あるいは位置情報あるいはエリア情報あるいは移動あるいは歩行を困難にする状況を克服するために必要な情報あるいはこれらを組合わせた報知情報を発信している。
当該報知情報は通信回線21を介して通信手段およびデータ蓄積部22に予め書込まれておりあるいはダウンロードすることによって書き換えられ必要に応じて制御部36に転送させることができる。
試作機を用いて位置の測位実験を行なった結果、測位精度が高く、歩行者の誘導あるいは歩行の支援に活用するのに十分な精度と信頼性が実現できる見込みが得られた。
ここで、当該情報発信部3には受信手段が内蔵されているので、携帯端末4からの情報発信要求を受けて情報発信手段を起動することで、当該第一の情報発信部3の電力消費を低減することが可能である。
また、当該情報発信装置1の周辺地域に設置された他の情報発信装置とはバケツリレー方式等の通信手順によって通信することで、当該通信手段およびデータ蓄積装置22にデータのダウンロードを受けることも可能である。
情報発信装置1は、歩道の脇あるいは広場あるいは歩行者の径路脇などに設けアンテナ11a〜11dの指向性パターン13を歩行者の歩行径路に向けて設置されている。
移動体あるいは歩行者は携帯端末4およびアンテナ41a、41bを搭載しあるいは携帯し当該情報発信装置1の方向を標定してその方向に移動を開始し自分の向いている方向を調整しながら、当該情報発信装置1から報知される報知情報に従って当該情報発信装置1に接近することができる。
ここで、第一の情報発信部3を1式搭載した場合について説明したが、必要に応じてアンテナ部31を間隔をおいて追加接続して周期的に切替え、あるいは複数台を間隔を離して設置することで誘導あるいは支援をより確実にすることができる。
また、第一の情報発信部3から発信される高周波信号の電力をサービスエリアの大きさに応じてあらかじめ設定しておきあるいは携帯端末4からの距離に応じて制御し、あるいは複数の情報発信装置を設けた場合には時分割により間欠発信させることで相互の干渉を排除することができる。
横断歩道61に近接して設置された街路灯柱62に約75cmの腕木を設けて中心の位置63の上空2.5mの位置に無線マーカを取り付ける。当該中心の位置63から半径25cmの円周66、半径50cmの円周67、半径75cmの円周68、および半径1mの円周69とY軸64あるいはX軸65との交点で歩行者の両肩の高さ約1.5mの位置を測位する。
歩行者の両肩の位置を測位した結果、X=0cm、Y=50cmの位置で測位結果71、X=0cm、Y=25cmの位置で測位結果72、X=0cm、Y=0cmの位置で測位結果73、X=0cm、Y=−25cmの位置で測位結果74、X=0cm、Y=−50cmの位置で測位結果75、X=0cm、Y=−75cmの位置で測位結果76、X=0cm、Y=−1mの位置で測位結果77、X=−1m、Y=0cmの位置で測位結果78、X=−50cm、Y=0cmの位置で測位結果79、X=50cm、Y=0cmの位置で測位結果80であった。
ここで、(1)は歩行者の左肩、(2)は歩行者の右肩であるが、歩行者の両肩の間隔が34cmから一部の位置では拡大されているが、両肩の中間を頭の位置と仮定して各位置測位点の座標と測位結果を比較すると、測位精度10cmの累積確率が約80%、最大誤差が約20cm以内であった。
また、当該情報発信装置から微弱な電力のGPS信号あるいはGPSとコンパチブルな信号を発信することで、屋外ではGPS衛星局を利用し屋内では当該情報発信手段を利用して位置の測位が可能となり、GPSのシームレス化が可能となる。
また、当該情報発信装置の代わりに情報中継装置を用いても同様の効果が得られる。
また、当該情報発信装置の複数台が近接して設置される場合、ZigBeeセンサーネットワーク、Bluetoothあるいは無線LANなどの無線通信手段によりネットワークを構成し、同期信号を配分することによって情報発信のタイミングを制御し、情報発信の衝突をさけることができる。
また、当該複数の送受波器あるいは複数のアンテナを当該超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいはベースバンド信号の波長の1波長以下の間隔で配置して周期的に切替え、当該複数の送受波器あるいは複数のアンテナを複数組設け当該複数組を当該超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいはベースバンド信号の波長の1波長以上の間隔で配置して周期的に切替えることで位置の測位精度をさらに向上させることができる。
1e、1f、1g、1h 情報発信装置
2 第二の情報発信部
3 情報発信部あるいは第一の情報発信部
4 携帯端末
11a、11b、11c、11d 指向性アンテナ
12 アンテナ切替器
13、13a、13b、13c、13d アンテナ部の指向性パターン
13e、13f、13g、13h アンテナ部の指向性パターン
21 通信回線
22 通信手段およびデータ蓄積部
23 表示操作制御部
24 表示部
25 操作パネル
31 アンテナ部
32 情報発信手段および/あるいは受信手段
36 制御部
37 データ蓄積部
38 外部に接続したアンテナ
41、41a、41b 受信アンテナ
42 受信アンテナ41a、41bの間隔
51 マスター局
61、61a、61b、61c、61d 横断歩道
62 街路灯柱
63 無線マーカを設置した中心の位置
64 Y軸
65 X軸
66 半径25cmの円周
67 半径50cmの円周
68 半径75cmの円周
69 半径1mの円周
71〜80 位置測位実験の結果
101 歩道橋の階段
102 歩道橋の踊り場
103 取付用鉄柱
Claims (8)
- 歩行者の移動を支援する方法であって、
複数の第1のアンテナを有する情報発信装置と、歩行者とともに移動する二つ以上の第2のアンテナを有する携帯端末とから構成され、
前記情報発信装置が、前記歩行者が移動する経路上に設置され、前記歩行者の位置を測定するための無線信号を前記第1のアンテナを周期的に切替えながら発信し、
前記携帯端末が、前記無線信号の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、及びベースバンド信号のうちの少なくともいずれかについての、振幅、周波数、及び位相のうちの少なくともいずれかを、前記第1のアンテナと前記第2のアンテナの組み合わせごとに測定することにより、前記携帯端末の位置又は向かっている方向を標定し、
前記情報発信装置が、前記歩行者の移動を支援するための情報である報知情報を前記携帯端末に発信する
ことを特徴とする歩行者の移動支援方法。 - 請求項1に記載の歩行者の移動支援方法であって、
前記情報発信装置は、表示パネル又は操作パネルを備えており、
前記情報発信装置は、前記表示パネル又は前記操作パネルを介して前記歩行者に対し前記報知情報を提供する
ことを特徴とする歩行者の移動支援方法。 - 請求項1に記載の歩行者の移動支援方法であって、
前記第1のアンテナは、当該アンテナの指向性ビームが前記歩行者の斜め上方から当たるように設置されている
ことを特徴とする歩行者の移動支援方法。 - 請求項1に記載の歩行者の移動支援方法であって、
前記第1のアンテナの夫々を前記無線信号の1波長以下の間隔で配置し、
隣接する前記第1のアンテナの間に前記無線信号の吸収体又は遮蔽体を設けること
を特徴とする歩行者の移動支援方法。 - 請求項1に記載の歩行者の移動支援方法であって、
前記複数の第1のアンテナの夫々を前記無線信号の1波長以下の間隔で配置し、
前記第1のアンテナとして2点給電式のセラミックアンテナを用いること
を特徴とする歩行者の移動支援方法。 - 請求項1に記載の歩行者の移動支援方法であって、
前記情報発信装置を前記無線信号の1波長以上の間隔で前記経路上に配置する
ことを特徴とする歩行者の移動支援方法。 - 請求項1に記載の歩行者の移動支援方法であって、
前記複数の第1のアンテナを複数組設け、
前記複数組を、前記無線信号の1波長以上の間隔をあけて前記経路上に配置する
ことを特徴とする歩行者の移動支援方法。 - 請求項1に記載の歩行者の移動支援方法であって、
前記情報発信装置は、前記無線信号の送信電力の設定手段を備えており、
前記情報発信装置の前記送信電力は、前記携帯端末が前記報知情報を発信するエリアの大きさに併せて設定される
ことを特徴とする歩行者の移動支援方法。
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