JP5272725B2

JP5272725B2 - 情報案内システム

Info

Publication number: JP5272725B2
Application number: JP2008333606A
Authority: JP
Inventors: 真二肥塚
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: JP2010156560A

Description

この発明は、案内対象に関する情報提供を行う情報案内システムに関する。

一般に、情報案内板には、現在位置と施設とを含む地図が掲載されている。しかし、通行人は、地図を見ただけでは目的とする施設がどの方向に存在するか、直感的に理解することが困難であった。

そこで、特許文献１には、表示板の地図に表示された各施設に対応する選択スイッチをオンすると、その施設への音声案内が行われる構成が記載されている。
登録実用新案公報第３０２８９５８号公報

しかし、特許文献１の装置においても、地図情報と自身の位置、目的とする施設の方向が判りにくいものであった。例えば、案内対象を選択し、「ここから右に１００ｍ進んだところに施設があります」等と案内されても、「右」の方向がどの方向か判らず、実際にどの方向に進めば良いか直感的に判断することができなかった。また、上記特許文献１の装置では、１人が使用している間は他の人が使用することができず、複数人で同時に利用することができなかった。

そこで、この発明は、施設等の案内をより直感的に示すことができる情報案内システムを提供することを目的とする。

この発明の情報案内システムは、送信機、受信機、および操作端末を備えている。送信機は、例えば情報案内板であり、受信機はユーザ頭部に取り付けるヘッドフォンである。操作端末は、例えば電子ペンのように、ユーザが手に持って移動するものである。

送信機は、放音方位を示す情報、案内対象の方位情報、および当該案内対象に関する情報を重畳した送信側音声を放音する送信側放音手段と、案内対象の識別情報を記憶する記憶手段と、を備えている。放音方位を示す情報とは、ある基準方位からのずれ角である。案内対象の方位情報も、ある基準方位からのずれ角である。案内対象に関する情報とは、テキストデータや音声データ等である。案内対象の識別情報とは、案内対象（施設）を識別する識別ＩＤである。

操作端末は、送信機から識別情報を取得する識別情報取得手段と、識別情報を重畳した操作端末側音声を放音する操作端末側放音手段と、を備えている。識別情報の取得方法は、どのようなものであってもよいが、例えばＲＦＩＤ等の近接通信を用いる。例えば情報案内板の地図上の各施設にＩＣタグが埋め込まれており、電子ペンに内蔵されたＩＣタグリーダで識別ＩＤを読み取る。

受信機は、音声を収音する複数の収音手段（マイク）と、収音手段が収音した音声から放音方位を示す情報、案内対象の方位情報、案内対象に関する情報、および識別情報を復調する復調手段と、を備えている。

さらに、受信機は、復調した放音方位を示す情報、および各マイクの送信側音声の収音時間差に基づいて、自装置が向いている方位を検出する自装置方位検出手段を備えている。例えば２つのマイクの収音時間差を求めることで、送信機と受信機の相対的な方位を求めることができ、送信機の放音方位を示す情報から自装置の向き（基準方位からのずれ角）を求めることができる。

また、受信機は、各マイクの操作端末側音声の収音時間差に基づいて、自装置と操作端末の相対方位を検出する操作端末方位検出手段を備えている。そして、受信機は、自装置が向いている方位、および操作端末の相対方位に基づいて前記自装置の位置を基準として前記操作端末が存在する絶対方位を検出し、前記自装置の位置を基準として前記操作端末が存在する絶対方位が識別情報に対応する案内対象の方位に合致する場合に、当該案内対象に関する情報を再生する再生手段を備えている。

このような情報案内システムでは、目的の方向（案内対象の方位）に電子ペンの向きが合致したときに音声等の情報提供が行われるため、ユーザは、電子ペンを情報案内板の目的の案内対象に近づけて案内対象のＩＤを取得し、その後周囲に振りかざすだけで、目的の方向が容易に判る。例えば、目的の案内対象施設が東（絶対方位の東）に存在する場合、電子ペンを東の方向に向けただけで「こちらの方向に１００ｍ進んだところに施設があります」等と案内を受けることができる。

この発明によれば、ユーザは、操作端末を動かすだけで目的の施設等の案内を受けることができ、どの方向に進めばよいか、より直感的に判断することができる。

本発明の情報案内システムに係る実施形態について説明する。図１は、情報案内システムの全体構成を示す図である。本実施形態の情報案内システムは、屋内型アミューズメント施設等、特にＧＰＳを用いる事ができない場所に用いられる。

図１に示すように、情報案内システムは、送信機１、受信機２、および操作端末３からなる。送信機１は、情報案内板１０を有し、建物内の壁面等に固定設置されている。送信機１の情報案内板１０には、建物内の各施設（案内対象）の位置、名称を示す地図が表示されている。また、送信機１は、所定の方位に指向性を有する変調音声（例えば超音波）を放音する。

受信機２は、ユーザの頭部に取り付けるヘッドセット状の端末装置であり、複数のマイクを備えている。操作端末３は、電子ペン等の操作端末であり、ユーザが手に持って移動するものである。操作端末３にはスピーカが取り付けられており、送信機１とは異なる変調音声（異なる周波数の超音波）を放音する。

情報案内板１０には、各案内対象が表示されている箇所の内部にそれぞれＩＣタグが埋め込まれている。各ＩＣタグは、各案内対象の識別情報（識別ＩＤ）を記憶している。操作端末３にはＩＣタグリーダが内蔵されており、ユーザが操作端末３を情報案内板の目的の施設に近づけることで、目的の施設に対応する識別情報が操作端末３に受け渡される。操作端末３は、取得した識別情報を変調音声で送信する。なお、識別ＩＤの受け渡し手法は、ＲＦＩＤに限るものではない。赤外線等、他の近接通信を用いてもよい。

受信機２は、送信機１が出力する変調音声に基づいて自装置の向いている方位（基準方位からのずれ角）を検出する。また、操作端末３が出力する音声に基づいて自装置と操作端末３との相対的方位（受信機２に対して操作端末３がどの方位を向いているか）を検出する。受信機２は、自装置の方位と上記相対的方位から操作端末３が指し示している絶対方位（基準方位からのずれ角）を検出する。

また、受信機２は、操作端末３が出力する変調音声から識別情報を復調する。送信機１が出力する変調音声には、各案内対象の方位に関する情報が含まれている。受信機２は、操作端末３が指し示している絶対方位に、復調した識別情報に対応する案内対象の方位が合致した場合、当該案内対象に関する情報（例えば音声案内等）をユーザに提供する。よって、本実施形態の情報案内システムは、ユーザが操作端末３を情報案内板の目的の施設に近づけ、その後操作端末３を周囲に振りかざすだけで、目的の施設の方向が判るものである。

以下、本実施形態の情報案内システムの詳細な構成、動作について説明する。
受信機２は、ユーザの両耳に当接するスピーカ２１Ｌ、スピーカ２１Ｒを備えており、スピーカ２１Ｌとスピーカ２１Ｒは、ヘッドストラップ２２でつながれている。ヘッドストラップ２２上には、マイク２３、マイク２４、およびマイク２５が設けられている。マイク２３は左側に取り付けられ、マイク２４は右側に取り付けられている。マイク２５は中央部（頭頂位置）に取り付けられている。受信機２は、３つのマイクにおける変調音声の収音時間差に基づいて自装置の方位を検出する。詳細は後述する。

図２（Ａ）は送信機１の構成を示すブロック図であり、同図（Ｂ）は操作端末３の構成を示すブロック図である。送信機１は、２チャンネルの音声を出力するものであり、各チャンネルについて案内対象情報記憶部１１、読出部１２、変調器１３、およびＰＮ符号発生器１４を備えている。各チャンネルはそれぞれ案内対象に対応付けられており、各チャンネルのＩＣタグ１７には、案内対象の識別ＩＤが記憶されている。

各チャンネルの音声は、加算器１５で加算され、スピーカ１６から放音される。各チャンネルのＰＮ符号発生器１４は、それぞれ異なる系列のＰＮ符号を発生する。また、操作端末３のＰＮ符号発生器３１も異なる系列のＰＮ符号を発生する。なお、送信機１のチャンネル数は２つに限るものではない。

送信機１の案内対象情報記憶部１１は、案内対象に関する情報を記憶している。図３は、案内対象情報記憶部１１に記憶される情報の内容例を示した図である。チャンネル１の案内対象情報記憶部１１には、案内対象４１に関する情報が記憶され、チャンネル２の案内対象情報記憶部１１には、案内対象４２に関する情報が記憶されている。図３に示すように、案内対象に関する情報には、識別ＩＤ、カテゴリ、優先度、詳細情報等が含まれている。案内対象に関する情報のうち、識別ＩＤは、その案内対象を識別するためのデータであり、例えば４桁の数値からなる。カテゴリは、案内対象の種類を表す情報である。本実施形態では、案内対象４１のカテゴリとして「飲食」、案内対象４２のカテゴリとして「交通」のカテゴリが記憶されている。優先度は、案内対象の重要度を示す情報であり、受信機２にて、同時に複数の案内対象の識別ＩＤが復調されたときに、重要度の高いものから順に情報提供を行う。詳細情報は、その案内対象の内容を詳細に示すガイド情報等であり、例えばテキストデータや音声データ等である。

なお、チャンネル１の案内対象情報記憶部１１には、送信機１の放音方位や案内対象４１および案内対象４２の方位に関する情報が記憶されている。これらの方位は基準方位（例えば真北）からのずれ角で表される。なお、チャンネル１だけでなく、全チャンネルにこれらの方位に関する情報が記憶されていてもよい。また、案内対象の方位に関する情報は、対応する各チャンネルの案内対象に関する情報に含まれていてもよい。

各チャンネルの読出部１２は、案内対象情報記憶部１１に記憶されている上記各種情報を読み出し、変調器１３に入力する。変調器１３は、出力超音波を変調し、入力された各種情報を重畳する。また、変調器１３は、ＰＮ符号発生器１４から入力されるＰＮ符号を超音波に重畳して出力する。

操作端末３のＩＣタグリーダ３４は、ＩＣタグ１７に記憶されている識別ＩＤを読み取る。ユーザが操作端末３を情報案内板上の各案内対象に近づけることで、各チャンネルのＩＣタグ１７に記憶されている識別ＩＤがＩＣタグリーダ３４に読み取られる。ＩＣタグリーダ３４は、読み取った識別ＩＤを変調器３５に入力する。変調器３５は、出力超音波を変調し、入力された識別ＩＤを重畳する。また、変調器３５は、ＰＮ符号発生器３１から入力されるＰＮ符号を超音波に重畳して出力する。なお、ユーザがスイッチ３２を押下すると、変調器３５は、超音波の出力オン、オフを切り替える。

このように、案内対象に関する各種情報が重畳された変調音声が送信機１のスピーカ１６から放音され、識別ＩＤが重畳された変調音声が操作端末３のスピーカ３３から放音される。

図４は、受信機２の構成を示すブロック図である。マイク２３、マイク２４、およびマイク２５で収音された音声信号は、それぞれ復調器５３、復調器５４、および復調器５５に入力される。また、復調器６３、復調器６４、および復調器６５にもマイク２３、マイク２４、およびマイク２５で収音された音声信号が入力される。

復調器５３、復調器５４、および復調器５５は、ＰＮ符号発生器５１からチャンネル１のＰＮ符号が入力される。復調器５３、復調器５４、および復調器５５は、ＰＮ符号発生器５１から入力されるＰＮ符号と、入力音声信号との相関をとり、相関のピークタイミングを抽出する。復調器５３、復調器５４、および復調器５５は、このピークタイミングを示す情報を自装置方位検出部５６に出力する。このピークタイミングの時間差が各マイクの収音時間差に相当する。さらに、復調器５５は、マイク２５で収音した音声信号に重畳されている各種情報のうち方位に関する情報（放音方位）を復調し、自装置方位検出部５６に出力する。なお、方位に関する情報は、他の復調器５３や復調器５４で復調してもよいが、ヘッドストラップ２２の中央に設けられたマイク２５が最も収音特性がよいと考えられるため、復調器５５で復調することが望ましい。

自装置方位検出部５６は、復調器５３、復調器５４、および復調器５５から入力されるピークタイミングの時間差に基づいて送信機１の放音方位に対する自装置の向き（相対角度Δθ）を算出する。算出した相対角度Δθに送信機１の放音方位を加算すると受信機２の方位（基準方位からのずれ角）を求めることができる。

図５を参照して受信機２の方位検出手法について説明する。各マイクの収音時間差は、送信機との距離に対応する。図５（Ａ）は、時間差に基づく距離を図示したものである。マイク２４の収音タイミングＴ２４とマイク２３の収音タイミングＴ２３との時間差に基づく距離をΔＬとし、マイク２４の収音タイミングＴ２４とマイク２５の収音タイミングＴ２５との時間差に基づく距離をΔＲとすると、
ΔＬ＝（Ｔ２３−Ｔ２４）×Ｖ
ΔＲ＝（Ｔ２５−Ｔ２４）×Ｖ
となる（ただしＶは音速）。マイク２３とマイク２４との距離をＬとすると、送信機１の放音方位と受信機２の方位との相対角度Δθは、
ｓｉｎΔθ＝ΔＬ／Ｌ
となり、Δθは、
Δθ＝ｓｉｎ^−１（ΔＬ／Ｌ）・・・式１
となる。

ただし、式１は、０°≦Δθ≦９０°および２７０°≦Δθ≦３６０°の場合に成立する。相対角度Δθが９０°≦Δθ≦２７０°の場合、
Δθ＝ｓｉｎ^−１（ΔＬ／Ｌ）＋１８０° ・・・式２
となる。Δθが式１の範囲であるか式２の範囲であるかは、ΔＲとΔＬ／２の大小関係で判定することができる。同図（Ｂ）に示すように、「０°≦Δθ≦９０°および２７０°≦Δθ≦３６０°」の場合、ΔＲ＞ΔＬ／２であり、「９０°≦Δθ≦２７０°」の場合、ΔＲ＜ΔＬ／２である。この判定により、同図（Ｃ）に示すようなΔＬが同じで向きが異なる２つの態様を区別することができる。

自装置方位検出部５６は、上述のようにして算出した相対角度Δθに放音方位θｓを加算することで受信機２の方位θを求めることができる。算出した受信機２の方位θの情報は、制御部５８に入力される。

また、図４において、復調器６３、復調器６４、および復調器６５についても、ＰＮ符号発生器５０から入力されるＰＮ符号と、入力音声信号との相関をとり、相関のピークタイミングを抽出する。ＰＮ符号発生器５０が出力するＰＮ符号は、操作端末３のＰＮ符号発生器３１と同じＰＮ符号である。復調器６３、復調器６４、および復調器６５は、抽出したピークタイミングを示す情報を操作端末方位検出部６６に出力する。操作端末方位検出部６６は、図５に示した手法を用いて、受信機２と操作端末３との相対的方位θｐを検出する。θｐ＝０°で操作端末３が受信機２の正面に存在しているとする。この相対的方位θｐの情報も制御部５８に入力される。

制御部５８は、操作端末方位検出部６６から入力された相対的方位θｐと、自装置方位検出部５６から入力された自装置の方位θとを加算し、操作端末３の絶対方位（基準方位からのずれ角）を求める。制御部５８には、復調器５５から各案内対象の方位に関する情報が入力され、復調器６５からユーザが選択した案内対象に関する識別ＩＤが入力される。すなわち、復調器５５は、マイク２５で収音した音声信号に重畳されている各種情報のうち案内対象の方位に関する情報を復調し、制御部５８に出力する。復調器６５は、マイク２５で収音した音声信号に重畳されている各種情報のうち識別ＩＤを復調し、制御部５８に出力する。

制御部５８は、復調器６５から入力した識別ＩＤで、復調器５５から入力した各案内対象の方位に関する情報を参照し、対応する案内対象の方位に関する情報を選択する。そして、制御部５８は、選択した案内対象の方位に関する情報と上記操作端末３の絶対方位を比較し、操作端末３の絶対方位近傍（上記例えば±５°）に案内対象の方位が該当すると判断した場合、その案内対象のチャンネル（例えば案内対象４１であればチャンネル１）を選択する。

制御部５８は、選択したチャンネルに関する情報を復調器５９に出力する。復調器５９は、選択されたチャンネルの情報を復調する。復調された情報は、制御部５８に入力される。

制御部５８は、入力された情報が音声データであった場合、当該音声データを音声処理部７１に出力し、音声処理部７１がスピーカ２１Ｌおよびスピーカ２１Ｒから放音する。なお、詳細情報がテキストデータであった場合、音声処理部７１が当該テキストデータから音声合成を行い、放音するようにしてもよい。

よって、ユーザが操作端末３を案内対象の方位にかざすと、音声案内を受けることができる。例えば、図６（Ａ）に示すように、ユーザが操作端末３を目的の施設である案内対象４１に近づけると、案内対象４１の識別ＩＤ（１００１）が操作端末３に受け渡される。その後、ユーザが操作端末３を周囲に振りかざし、同図（Ｂ）に示すように、操作端末３が案内対象４１の方位（この例では東方向である２７０°）に向いたとき、受信機２から「こちらの方向に１００ｍ進むとレストランがあります。」等の音声案内が放音される。

よって、音声が鳴ったときにその方向に目的の施設が存在すると直感的に判断することができ、進む方向を容易に判断することができる。

なお、操作端末３の絶対方位近傍（例えば±５°）に案内対象の方位が該当した場合にのみ音声案内を行うようにしてもよいし、ずれ角に応じて音量を変更するようにしてもよい。例えば、操作端末の絶対方位と案内対象の方位が完全に一致した場合に音量を最大とし、操作端末の絶対方位と案内対象の方位が１°ずれる毎に音量を下げる。

なお、目的の施設が複数種類ある場合、以下の様にして音声案内を行う。まず、ユーザは、スイッチ３２を押下して、超音波の出力をオフに設定し、情報案内板１０の目的の複数の施設に操作端末３を近づける。例えば、案内対象４１に近づけた後、案内対象４２に近づける。このとき、操作端末３の変調器３５は、ＩＣタグリーダ３４から入力される各案内対象の識別ＩＤを内蔵メモリ（不図示）に順次一時記憶する処理を行う。その後、ユーザがスイッチ３２を押下して、超音波の出力をオンに設定すると、変調器３５は、一時記憶しておいた全ての識別ＩＤを超音波に重畳し、出力する。複数の識別ＩＤを重畳するには、例えば各識別ＩＤの重畳周波数帯域を異なるように設定する。

そして、受信機２の復調器６５は、重畳されている複数の識別ＩＤを復調し、制御部５８に入力する。制御部５８は、それぞれの識別ＩＤに対応するチャンネルを選択し、各案内対象の方位と操作端末３の絶対方位が一致した場合に、それぞれの音声案内を行う。なお、制御部５８は、複数の案内対象が同じ方位に存在した場合、各チャンネルのうち重要度の高いものから順に音声案内を行う。また、複数の案内対象が異なる方位に存在する場合、全てのチャンネルの音声案内をミキシングし、操作端末３の絶対方位に最も近い案内対象の音声の音量を大きくし、操作端末３の絶対方位から遠ざかる案内対象は音量を小さくするようにしてもよい。

以上のように、本実施形態の情報案内システムでは、音声が鳴ったときにその方向に目的の施設が存在すると直感的に判断することができ、どの方向に進めばよいか、容易に判断することができる。また、操作端末を複数用いれば複数人でも情報案内を行うこともできる。

情報案内システムの全体構成を示す図である。送信機の構成を示すブロック図である。案内対象情報記憶部１１に記憶される情報の内容例を示した図である。受信機の構成を示すブロック図である。受信機の方位検出手法について説明する図である。情報案内システムの仕様態様の一例を示す図である。

符号の説明

１−送信機
２−受信機
３−操作端末

Claims

送信機、受信機、および操作端末を備えた情報案内システムであって、
前記送信機は、案内対象の方位情報、および当該案内対象に関する情報を重畳した送信側音声を放音する送信側放音手段と、
案内対象の識別情報を記憶する記憶手段と、を備え、
前記操作端末は、前記送信機の記憶手段から前記識別情報を取得する識別情報取得手段と、
前記識別情報を重畳した操作端末側音声を放音する操作端末側放音手段と、
を備え、
前記受信機は、音声を収音する複数の収音手段と、
前記収音手段が収音した音声から前記案内対象に関する情報、前記案内対象の方位情報、および前記識別情報を復調する復調手段と、
前記受信機の位置を基準として前記操作端末が存在する絶対方位を検出する操作端末位置検出手段と、
前記絶対方位が前記識別情報に対応する案内対象の方位に合致する場合に、当該案内対象に関する情報を再生する再生手段と、
を備えた情報案内システム。
前記送信機の送信側放音手段は、放音方位を示す情報を前記送信側音声に重畳し、
前記受信機の復調手段は、前記放音方位を示す情報を復調し、
前記受信機は、前記復調手段で復調した放音方位を示す情報および前記複数の収音手段で収音した送信側音声の収音時間差に基づいて、自装置が向いている方位を検出する自装置方位検出手段と、
前記複数の収音手段で収音した操作端末側音声の収音時間差に基づいて、自装置と操作端末の相対方位を検出する操作端末方位検出手段と、
を備え、
前記操作端末位置検出手段は、前記自装置が向いている方位および前記操作端末の相対方位に基づいて、前記自装置の位置を基準として前記操作端末が存在する絶対方位を検出する請求項１に記載の情報案内システム。