JP5239701B2 - 送信機、ガイド端末、及びナビゲーションシステム - Google Patents

Description

この発明は、ユーザに対して、各種ガイド情報を提供する送信機、ガイド端末、及びナビゲーションシステムに関する。

従来、ユーザに対して、ガイド音声や地図等のガイド情報を提供する送信機、ガイド端末、及びナビゲーションシステムが各種提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１の携帯電話端末装置は、無線基地局からの受信電界強度に基づいて、現在位置を検出する。携帯電話端末装置は、自装置内に備える地磁気センサで自装置の向きを示す方位情報を検出する。この際、携帯電話端末装置は、手ぶれによる振動や回転等が地磁気センサへ影響を与えるので、この影響により生じる方位情報の誤差をジャイロセンサで補正している。携帯電話端末装置は、検出した現在位置と方位情報とを無線基地局に送信し、無線基地局から携帯電話端末装置の現在位置と向きとを考慮した地図データを受信する。そして、携帯電話端末装置は、受信した地図データを表示部に表示する。
特開２００２−００３１５４１号公報

しかしながら、特許文献１の携帯電話端末装置は、地下等の無線基地局からの電波が届かない場所では、現在位置を検出することができない。また、携帯電話端末装置は、方位情報を検出するためだけに地磁気センサとジャイロセンサとを備える必要があるので装置の製造コストがかかる。さらに、携帯電話端末装置は、現在位置と方位情報とを用いて無線基地局に再度アクセスして、ナビゲーションに用いる地図データを取得しなければならない。

そこで、この発明は、地下等の無線基地局からの電波が届かない場所であっても、ナビゲーションに用いる各種情報を取得することができ、自装置からサーバ装置にアクセスせずに各種情報を取得することができるナビゲーションシステムを提供する。

この発明の送信機は、自装置の現在位置を示す位置情報が含まれるガイド用データを非可聴領域の搬送波信号（例えば、非可聴領域の音声信号等）に重畳する。また、送信機１は、ガイド用音声データを非可聴領域の音声信号に変調する。そして、送信機は、搬送波信号と音声信号とを可聴音に合成して合成信号を生成し、スピーカ等の放音手段から放音する。

これにより、送信機は、地下等の無線基地局からの電波が届かない場所であっても、ナビゲーションに用いる各種情報（ガイド用音声データや、自装置の現在位置を示す位置情報を含むガイド用データ）を搬送波信号に重畳して放音することができる。

また、この発明の送信機は、ガイド用データとして地図情報を更に記憶する。また、ガイド用データの位置情報は、地図情報における自装置の位置を示す情報である。

更に、この発明の送信機は、ガイド用データとして、絶対方位からの放音方位を示す方位情報を更に記憶する。そして、送信機は、記憶している方位情報が示す放音方位に向けて、合成信号を単一指向性で放音する。

加えて、この発明のガイド端末は、非可聴領域の音声信号に変調されたガイド用音声データと、自装置の現在位置を示す位置情報を含むガイド用データが重畳された搬送波信号と、を合成した合成信号を収音する。ガイド端末は、合成信号を復調して、ガイド用音声データとガイド用データとを取得する。ガイド端末はガイド用音声データに基づく音声を放音するとともに、ガイド用データの位置情報を用いて、現在位置に関する情報（例えば、住所やビル名等）をモニタに表示したり、放音したりすることで通知する。後者の場合、ガイド端末は、現在位置に関する情報と、ガイド用音声データに基づく音声と、を切り換えてスピーカ等の音声放音手段から放音する。

これにより、ガイド端末は、地下等の無線基地局からの電波が届かない場所であっても、自装置からサーバ装置にアクセスせずにナビゲーションに用いる各種情報（ガイド用音声データ、ガイド用データ）を取得することができる。そして、ガイド端末は、ガイド用音声データに基づく音声を放音しながら、送信機の現在位置（すなわち、ガイド端末を所有するユーザの現在位置）をユーザに知らせることができる。

また、この発明のガイド端末は、モニタ等の表示手段を備える。ガイド端末は、ガイド用データに地図情報が含まれていた場合に、現在位置を示す地図を表示手段に表示する。

これにより、ガイド端末は、現在位置を示す地図を表示することで、ユーザの現在位置を分かりやすく知らせることができる。

更に、この発明のガイド端末は、絶対方位を算出する絶対方位算出手段を備える。ガイド端末は、絶対方位から送信機の放音方位を示す方位情報がガイド用データに含まれていた場合には、送信機からの方位を示す相対方位を算出して、相対方位と方位情報とに基づいて、絶対方位を算出する。そして、送信機は、絶対方位に基づいて、表示手段に表示した地図に、自装置の向きを示す。

これにより、ガイド端末は、現在位置を示す地図に自装置の向きを表示することで、ユーザの現在位置をより分かりやすく知らせることができる。

この発明では、地下等の無線基地局からの電波が届かない場所であっても、ナビゲーションに用いる各種情報を取得することができ、自装置からサーバ装置にアクセスせずに各種情報を取得することができる。

この発明に係るナビゲーションシステムについて、図１を参照して説明する。図１は、ナビゲーションシステムの設置環境を説明するための説明図である。ナビゲーションシステムは、送信機１とガイド端末２とから構成される。送信機１は、駅やビル等の出入口や、横断歩道や踏切等が設置された場所等に設置されている。送信機１は、スピーカＳＰ１を備え、自装置の周囲に向けて音声を放音する。この音声には、非可聴領域にナビゲーションに用いる各種情報が重畳されている。この各種情報が重畳された音声は、ＭＩＣ１，ＭＩＣ２を備えたガイド端末２により収音される。ガイド端末２は、各ユーザに所持される端末であり、例えば、携帯電話端末装置や補聴器等である。ガイド端末２は、収音した各種情報に基づいて、ユーザに対してナビゲーションを行う。なお、図１では、絶対方位を真北方位（地球自転北軸からの方位角）としたが、真北方位に限らない。

次に、送信機１とガイド端末２との機能、構成について、図２〜５を参照して説明する。図２は、送信機とガイド端末との機能構成を示すブロック図である。図２（Ａ）は、送信機を示し、図２（Ｂ）は、ガイド端末を示す。図３は、各種情報の重畳帯域を示す図である。図４は、絶対方位の検出方法の具体例を示す図である。図５は、表示部に表示される地図の一例を示す。図５（Ａ）は、表示部の上方向が北の方位を示す地図を示し、図５（Ｂ）は、表示部の上方向がユーザの進行方向を示す地図を示す。

図２（Ａ）に示すように、送信機１は、記憶部１１、放音方位指示部１２、方位データ生成部１３、重畳部１４、変調部１５、合成部１６、制御部１７、及びスピーカＳＰ１から構成される。

記憶部１１は、音声データ、ガイド用音声データ、位置情報、地図データ、及び絶対方位情報を記憶する。

音声データは、所謂誘導鈴が放音する音声データであって、送信機１から放音される。音声データは、「ここでは、ガイド音声を聞くことができます。」、「ピンポン」等の送信機１が設置されていることを示す音声データである。また、送信機１が設置されていることを示す以外に、駅の名称やビル名等を示す音声データであってもよい。なお、音声データは、可聴領域の音声に限らず、非可聴領域の音声であってもよい。

ガイド用音声データは、ガイド端末２から放音され、「○○病院、××薬局が入っている△△ビルの入口です。」、「○○ストア、△△公園への最も近い出入口です。」等のように、音声データより詳細な情報を提供する音声データである。

位置情報は、送信機１が設置されている場所の緯度経度や住所を示す情報である。

地図データは、送信機１の設置場所の付近の地図を含む画像データである。なお、この記憶する地図の範囲は、日本地図、関東地方の地図、東京都の地図、港区の地図、送信機１の設置場所付近の地図等のように、様々である。

絶対方位情報は、絶対方位を示す情報である。この絶対方位情報は、送信機１を設置する際に、送信機１の設置者により登録される。設置者は、地磁気センサ等を用いて絶対方位を測定し、測定結果に基づいて絶対方位情報を登録する。

放音方位指示部１２は、記憶部１１から絶対方位情報を取得して、スピーカＳＰ１において放音する音声の絶対方位からの放音方位を示す放音方位角Θ_Ｓを決定する。そして、放音方位指示部１２は、音声の放音方位を制御部１７へ指示するとともに、放音方位角Θ_Ｓを方位データ生成部１３へ出力する。

方位データ生成部１３は、放音方位指示部１２から入力された放音方位角Θ_Ｓを示す方位データを生成して、重畳部１４へ出力する。

重畳部１４は、記憶部１１から取得した音声データを音声信号に変換して、変換後の音声信号にガイド用データ（記憶部１１から取得した位置情報と地図データ、及び方位データ生成部１３からの方位データ）を重畳する。この重畳方式は、ＯＤＦＭ（直交周波数分割多重方式）方式や、スペクトラム拡散方式等である。また、この際、図３に示すように、重畳部１４は、ガイド用データのそれぞれを、非可聴領域の異なる周波数帯域に重畳する。そして、重畳部１４は、重畳後の音声データを合成部１６へ出力する。

変調部１５は、記憶部１１からガイド用音声データを取得し、非可聴領域の音声信号に変調して、合成部１６へ出力する。この変調方式は、ＡＭ変調などである。また、この際、図３に示すように、変調部１５は、ガイド用データを重畳した周波数帯域と、異なる周波数帯域の音声信号に変調する。

合成部１６は、重畳部１４から入力された音声信号に変調部１５から入力された音声信号を合成して合成信号を生成し、制御部１７へ出力する。

制御部１７は、放音方位指示部１２から指示された放音方位に向けて合成信号を放音するように、スピーカＳＰ１の放音方位を制御する。制御部１７は、合成部１６から入力された合成信号をスピーカＳＰ１へ出力する。そして、スピーカＳＰ１は、制御部１７から入力された合成信号を単一指向性で放音する。

また、図２（Ｂ）に示すように、ガイド端末２は、マイクＭＩＣ１，ＭＩＣ２、ＢＰＦ２１、第１復調部２２、スピーカＳＰ２、ＢＰＦ２３Ａ，２３Ｂ、第２復調部２４Ａ，２４Ｂ、絶対方位算出部２５、画像生成部２６、及び表示部２７から構成される。

マイクＭＩＣ１，ＭＩＣ２は、非可聴領域の音声を収音可能なシリコンマイクである。マイクＭＩＣ１，ＭＩＣ２は、収音した音声信号をそれぞれＢＰＦ２１、ＢＰＦ２３Ａ，２３Ｂへ出力する。なお、マイクＭＩＣ１，ＭＩＣ２は、シリコンマイクに限らず、非可聴領域の音声を収音することができるマイクであればよい。

ＢＰＦ２１は、マイクＭＩＣ１，ＭＩＣ２から入力された音声信号から、ガイド用音声データを重畳した周波数帯域の音声信号を取得して、第１復調部２２へ出力する。

第１復調部２２は、ＢＰＦ２１から入力された音声信号を復調して、スピーカＳＰ２へ出力する。スピーカＳＰ２は、音声を放音する。

ＢＰＦ２３Ａ，２３Ｂは、それぞれマイクＭＩＣ１，ＭＩＣ２から入力された音声信号から、ガイド用データを重畳した周波数帯域の音声信号を取得して、復調部２４Ａ，２４Ｂへ出力する。

第２復調部２４Ａ，２４Ｂは、ＢＰＦ２３Ａ，２３Ｂからそれぞれ入力された音声信号を復調して、ガイド用データを取得し、絶対方位算出部２５へ出力する。

絶対方位算出部２５は、送信機１からの自装置への方位を示す相対方位角Θ_Ｌを算出して、算出した相対方位角Θ_Ｌとガイド用データに含まれる放音方位角Θ_Ｓとに基づいて、絶対方位角Θを算出する。

具体的には、絶対方位算出部２５は、ガイド用データが入力される時間差（すなわち、音声の到達時間差）に基づいて、到達距離差ΔＬを算出する。絶対方位算出部２５は、マイクＭＩＣ１，ＭＩＣ２間の距離Ｌと到達距離差ΔＬとに基づいて、送信機１からの自装置（厳密には、ガイド端末２のマイクＭＩＣ１，ＭＩＣ２の収音面）への方位を示す相対方位角Θ_Ｌを算出する。この相対方位角Θ_Ｌは、式１により算出することができる。

絶対方位算出部２５は、ガイド用データに含まれる放音方位角Θ_Ｓと算出した相対方位角Θ_Ｌとに基づいて、絶対方位角Θを算出する。この絶対方位角Θは、式２により算出することができる。

例えば、図４に示すように、送信機１が絶対方位から南東の方位（放音方位角Θ_Ｓ＝１３５度）に向けて音声を放音し、送信機１からガイド端末２に対する方位が４５度（相対方位角Θ_Ｌ＝４５度）と算出された場合、絶対方位角Θは、Θ＝１３５−４５＝９０度となる。この場合、ガイド端末２のマイクＭＩＣ１，ＭＩＣ２の収音面の向きから９０度の方向が絶対方位であることがわかる。すなわち、ガイド端末２は、マイクＭＩＣ１，ＭＩＣ２の収音面が西の方位を向いている（自装置が西の方位を向いている）ことが判断できる。

そして、絶対方位算出部２５は、絶対方位角Θと、ガイド用データに含まれる位置情報、及び地図データと、を画像生成部２６へ出力する。

画像生成部２６は、送信機１の位置を示す位置情報と、送信機１の周囲の地図を含む地図データとに基づいて、現在位置を示す地図の画像を生成する。そして、画像生成部２６は、絶対方位に基づいて、生成した地図の画像に自装置の向きを示す。画像生成部２６は、地図の画像を表示部２７へ出力する。

表示部２７は、図５に示すように、画像生成部２６から入力された、地図の画像を表示する。例えば、表示部２７は、図５（Ａ）において、上が自装置の向き（すなわち、ユーザの進行方向）を示す画像を表示したり、図５（Ｂ）において、上が北の方位を示す画像を表示したりする。

以上より、送信機１は、ナビゲーションに用いる各種情報（ガイド用音声データ、ガイド用データ）を重畳した音声を放音している。このため、ガイド端末２は、電波が届かない地下等であっても、送信機１から放音された音声を収音するだけで、自装置から送信機１にアクセスせずに、これらの各種情報を取得することができる。また、ガイド端末２は、絶対方位を算出することで自装置の向きがわかるので、表示部２７に単に現在位置の地図を表示するのではなく、自装置の向きを示した現在位置の地図を表示することで、より分かりやすいナビゲーションを行うことができる。更に、送信機１は、音声の放音方位を変更することで、より広範囲にナビゲーションを行うことができる。

なお、上述の実施形態では、ガイド端末２は、表示部２７に自装置の向きを示した地図を表示したが、自装置の向きを示さず、現在位置を示す地図のみを表示してもよい。この場合、ガイド端末２において、絶対方位を算出する必要がないので、絶対方位算出部２５は必須の構成ではない。また、送信機１において、記憶部１１は、絶対方位情報を記憶する必要がなく、放音方位指示部１２、方位データ生成部１３は必須の構成ではない。

また、ガイド端末２は、送信機１が設置されている住所を表示部２７に表示してもよい。この場合、送信機１において、記憶部１１は、地図データ、絶対方位情報を記憶する必要がなく、放音方位指示部１２、方位データ生成部１３は、必須の構成ではない。また、ガイド端末２において、絶対方位算出部２５は必須の構成ではない。更に、ガイド端末２は、住所を表示部２７に表示せずに、放音するようにしてもよい。この場合、ガイド端末２は、絶対方位算出部２５、画像生成部２６及び表示部２７は必須の構成ではない。また、ガイド端末２は、操作部（不図示）の操作により、住所とガイド音声とを切り換えてスピーカＳＰ２から放音するとよい。

ナビゲーションシステムの設置環境を説明するための説明図である。 送信機とガイド端末との機能構成を示すブロック図である。 各種情報の重畳帯域を示す図である。 絶対方位の検出方法の具体例を示す図である。 表示部に表示される地図の一例を示す。

符号の説明

１…送信機，１１…記憶部，１２…放音方位指示部，１３…方位データ生成部，１４…重畳部，１５…変調部，１６…合成部，１７…制御部，２…ガイド端末，２１，２３Ａ，２３Ｂ…ＢＰＦ，２２…第１復調部，２４Ａ，２４Ｂ…第２復調部，２５…絶対方位算出部，２６…画像生成部，２７…表示部，ＭＩＣ１，ＭＩＣ２…マイク，ＳＰ１，ＳＰ２…スピーカ，Ｌ…距離，ΔＬ…到達距離差，Θ_Ｓ…放音方位角，Θ_Ｌ…相対方位角，Θ…絶対方位角

Claims (9)

1. 自装置の現在位置を示す位置情報を含むガイド用データを非可聴領域の搬送波信号に重畳する重畳手段と、
   ガイド用音声データを非可聴領域の音声信号に変調する変調手段と、
   前記搬送波信号および前記音声信号を可聴音に合成して合成信号を生成する合成手段と、
   前記合成手段が生成した合成信号を放音する放音手段と、を備えた送信機。
2. 前記ガイド用データは、地図情報を更に含み、
   前記位置情報は、前記地図情報における自装置の位置を示した情報である請求項１に記載の送信機。
3. 前記ガイド用データは、前記放音手段の絶対方位からの放音方位を示す方位情報を更に含み、
   前記放音手段は、前記方位情報が示す放音方位へ向けて前記合成信号を単一指向性で放音する請求項１又は２に記載の送信機。
4. 自装置の現在位置を示す位置情報を含むガイド用データを搬送波信号に重畳する重畳手段と、
   ガイド用音声データを非可聴領域の音声信号に変調する変調手段と、
   前記搬送波信号および前記音声信号を合成して合成信号を生成する合成手段と、
   前記合成手段が生成した合成信号を放音する放音手段と、を備えた送信機であって、
   前記ガイド用データは、前記放音手段の絶対方位からの放音方位を示す方位情報を更に含み、
   前記放音手段は、前記方位情報が示す放音方位へ向けて前記合成信号を単一指向性で放音する送信機。
5. 非可聴領域の音声信号に変調されたガイド用音声データと、送信機の現在位置を示す位置情報を含むガイド用データが重畳された搬送波信号と、が合成された合成信号を収音する収音手段と、
   前記合成信号を復調して前記ガイド用音声データを取得する第１復調手段と、
   前記合成信号を復調して前記ガイド用データを取得する第２復調手段と、
   前記第１復調手段が復調したガイド用音声データに基づいて音声を放音する音声放音手段と、
   前記第２復調手段が復調したガイド用データの位置情報を表示する表示手段と、を備えたガイド端末。
6. 前記表示手段は、前記ガイド用データに地図情報が含まれていた場合に、前記位置情報と前記地図情報とに基づいて、現在位置を示す地図を表示する請求項５に記載のガイド端末。
7. 絶対方位を算出する絶対方位算出手段を更に備え、
   前記絶対方位算出手段は、前記ガイド用データに、絶対方位から送信機の放音方位を示す方位情報が含まれていた場合に、前記送信機からの相対方位を算出して、該相対方位と該方位情報が示す放音方位とに基づいて、絶対方位を算出し、
   前記表示手段は、前記絶対方位に基づいて、表示した地図に、自装置の向きを示す請求項６に記載のガイド端末。
8. 非可聴領域の音声信号に変調されたガイド用音声データと、送信機の現在位置を示す位置情報を含むガイド用データが非可聴領域に重畳された搬送波信号と、が可聴音に合成された合成信号を収音する収音手段と、
   前記合成信号を復調して前記ガイド用音声データを取得する第１復調手段と、
   前記合成信号を復調して前記ガイド用データを取得する第２復調手段と、
   前記第１復調手段が復調したガイド用音声データに基づいて音声を放音する音声放音手段と、
   を備えたガイド端末。
9. 請求項１〜４のいずれかに記載の送信機と請求項５〜８のいずれかに記載のガイド端末とからなるナビゲーションシステム。