JP5864800B1 - ウェアラブルナビゲーションシステム、指輪・腕時計・腕輪、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】進むべき方向を、ユーザーが能動的に推定して腕又は指で指し示し、その方向に進むべきか否かをユーザーが判断できるようにしたウェアラブルナビゲーションシステムを提供する。【解決手段】ユーザーが指又は腕で指し示す方向を検出する指示方向検出手段と、前記ユーザーの現在位置を測位する現在位置測位手段と、前記現在位置又は前記ユーザーが次に通過する分岐点において前記ユーザーが進むべき誘導方向を決定する誘導方向決定手段と、前記指示方向と前記誘導方向との照合結果を前記ユーザーに提示する提示手段と、を備え、前記照合結果に基づき、前記ユーザーが前記指示方向に進むべきか否かを判断できるようにしたウェアラブルナビゲーションシステム。【選択図】図４

Description

本発明は、道が分岐する地点等において、ユーザーが腕又は指で指し示す指示方向に進むべきか否かを判断できるようにしたウェアラブルナビゲーションシステムに関する。

近年、所謂“歩きスマホ”が社会問題化している。スマートフォン等の携帯端末のディスプレイを見ながら歩くことはユーザー本人にとってのみならず、周囲の人々にとっても極めて危険で迷惑な行為である。例えば、スマートフォン等の携帯端末のディスプレイに地図、目的地までの経路、ユーザーの進行方向等を表示するナビゲーションシステムが普及しているが、ユーザーはディスプレイを見ながら歩く場合が多く、“歩きスマホ”の問題が生じている。尚、シースルー型であるスマートグラスに矢印やガイドを表示するナビゲーションシステムであれば、“歩きスマホ”の問題が生じ難いといえるものの、スマートグラスは未だ普及しておらず、将来普及するか否かは現時点では不透明である。

そこで検討するに、そもそも一本道ではナビゲーションは不要であり、歩き始めて以降、ナビゲーションが必要になるのは道が分岐する地点である。従って、分岐点において、ユーザーが進もうとする道が正しいのか否かを判断できさえすれば、それで足りる。ただし、ユーザーが分岐点に気付かずに、そこを通り過ぎてしまう場合もあり得るので、予め定めた目的地に至る経路からユーザーの現在位置が外れたときには、光又は振動によって警報を発するようにすることが望ましい。

以上の“歩きスマホ”の問題を踏まえ、非特許文献１に記載のように、触覚を用いるナビゲーションシステムが提案されている。又、最近では、非特許文献２に記載のように、スマートウォッチ等と呼ばれる腕時計に地図表示等の様々な機能をもたせ、分岐点で進むべき方向を触覚提示できるものが提案されている。

"ＮＴＴドコモ 歩きスマホしなくても、指に伝わる触覚でナビゲーション"、平成２６年１０月７日〜１１日、ＣＥＡＴＥＣ ＪＡＰＡＮ ２０１４、[平成２７年２月２６日検索]、インターネット＜URL: http://www.ceatec.com/news/ja-webmagazine/ja-01/j061 ＞ "Ａｐｐｌｅ Ｗａｔｃｈ"、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．、[平成２７年３月１５日検索]、インターネット＜URL:http://www.apple.com/jp/watch/ ＞

しかしながら、従来技術には、以下のような問題点がある。

非特許文献１に記載のナビゲーションシステムには幾つかの問題点があり、本発明のウェアラブルナビゲーションシステムとの間には大きく四つの差異がある。

第一に、非特許文献１記載のナビゲーションシステムは、装置を把持する必要がある。これに対して、本発明のウェアラブルナビゲーションシステムは、指輪又は腕時計若しくは腕輪といった身に付ける物であるので何ら把持することなく使用できる。

第二に、非特許文献１に記載のナビゲーションシステムは、ユーザーが歩き始めて以降、ユーザーを継続的に誘導するために使用するものである。これに対して、本発明のウェアラブルナビゲーションシステムは、分岐点においてユーザーが指し示す方向が正しいのか否かを確認するために使用するものである。

第三に、非特許文献１に記載のナビゲーションシステムは、ユーザーが進むべき方向そのものを直接提示するものである。このため、例えば、分岐点が交差点であり、進むべき方向の候補が三つしか存在しない場合でも、道が存在する方向に限定することなく方向を提示し続けることになるので無駄が多い。これに対して、本発明のウェアラブルナビゲーションシステムは、分岐点において、ユーザーが指し示す方向が正しいのか否かを提示するものであるので無駄がない。

最後に、非特許文献１に記載のナビゲーションシステムは、ユーザーが進むべき方向を左右の二方向に連続的に触覚提示するものであるため、三方向以上に分かれる分岐点で進むべき方向を迅速かつ的確に提示することが困難である。これに対して、本発明のウェアラブルナビゲーションシステムは、ユーザーが指し示す方向を高精度に検出するとともに、その方向が進むべき方向として正しいのか否かを判定するものであるので、三方向以上に分かれる分岐点においても進むべき方向を迅速かつ的確に提示することができる。このように、進むべき方向をまずユーザーが能動的に推定し、その方向が正しいのか否かをシステムが判定するという技術的思想は、ユーザーが進むべき方向を推定することなく受動的であった従来のナビゲーションシステムのそれとは大きく異なるものである。

又、最近では、非特許文献２に記載の腕時計のように、腕時計に地図を表示することができ、分岐点で進むべき方向を触覚提示できるものが提案されているが、装置を把持する必要がないという点を除けば、非特許文献１に記載のナビゲーションシステムと同様の問題点がある。又、この場合も従来のナビゲーションシステムと同様に、ユーザーが進むべき方向を能動的に推定するものではなく、ユーザーが提示された誘導に受動的に従うものであるので、進むべき方向を迅速かつ的確に提示することは困難である。

この他に、非特許文献２には非特許文献１に記載のナビゲーションシステムとは異なる問題点もある。

第一に、腕時計や指輪等のウェアラブル機器の場合、小さな筐体上における操作は困難であるという問題点がある。これに対して、本発明では、ユーザーは進もうとする方向を指し示すだけでよく、指輪又は腕時計若しくは腕輪上における特段の操作を必要としない。

第二に、腕時計や指輪等のウェアラブル機器にあまりに多くの機能をもたせることは、それだけ多くの電力を消費することになるし、それらのウェアラブル機器に大きなバッテリーを搭載することはできないため、頻繁に充電しなければならないという問題点がある。これに対して、本発明では、指輪又は腕時計若しくは腕輪にもたせる主な機能は、指示方向検出手段と提示手段のみにできるので消費電力は少なく、長時間の連続使用が可能である。

第三に、小さな筐体に多くの電子部品を組み込むと内部磁場が発生し、電子コンパスの方位検出精度が低下するという問題点がある。スマートフォンをはじめナビゲーション機能を有する多くの携帯端末には電子コンパスが内蔵されている。特に３軸地磁気センサを用いた電子コンパスは、前後、左右、上下の方向の地磁気を検出することができ、携帯端末の傾斜による誤差を補正することができる。又、ホール（Ｈａｌｌ）素子、ＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）素子、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子等の磁気センサを用いた電子コンパスのパッケージサイズは数ｍｍ以下にまで小型化が進んでいる。電子コンパスは、例えば、スマートフォン等の携帯端末、腕時計、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）端末、自動車、船舶、飛行機等で様々な用途に活用されている。

携帯端末には電子コンパスの他にも多くの電子部品が内蔵されているため、これらの電子部品や基盤を流れる電流によって携帯端末の内部に内部磁場が発生し、電子コンパスの方位検出誤差が生じる。従って、電子コンパスの方位検出精度は、こうしたオフセット磁場によって大きく左右されるという問題点がある。

これに対して、本発明のウェアラブルナビゲーションシステムにおいては、指輪又は腕時計若しくは腕輪とスマートフォン等の携帯端末とを構造的に分離した上で、電子コンパスを指輪又は腕時計若しくは腕輪に内蔵するようにすれば、電子コンパスに携帯端末の内部磁場が影響することはないので、高精度な方位検出が可能となる。

尚、従来のナビゲーションシステムでは、地図の方向を、進行方向や北の方向が上になるように表示する場合が一般的であった。これに対して、本発明では、ディスプレイに表示する地図の向きを、進行方向や北の方向だけでなく指示方向が上になるようにすることもできる。

本発明は、“歩きスマホ”の問題を解決するだけでなく、そこから更に一歩進めて、交通安全に貢献する技術をも提供するものである。特に高齢者の交通安全に関して、政府広報オンライン（内閣府大臣官房政府広報室）によると、交通事故の死者数は年々減少傾向にある一方、６５歳以上の高齢者が占める割合が高くなっている。平成２４年の１年間に交通事故で亡くなった方は約４，４００人で、そのうち、６５歳以上が約半数となっており過去最悪の割合を占めている。高齢者の交通事故死者の内訳をみると、最も多いのが歩行中の事故死でほぼ半数で、死亡事故が発生した時間帯をみると、夜間の歩行中に交通事故に遭って亡くなった高齢者数は昼間の２倍近くに上っている。

高齢者の交通事故には、幾つかの特徴がみられ、老化による体力や判断力の低下など、高齢者に特有の事情がある。特に、「青」信号で横断歩道を渡り始めたのに途中で「赤」に変わってしまい、事故に遭ってしまうケースが多い。高齢者本人は信号が青のうちに渡りきれるつもりだが、実際に歩く速度は本人が思っているよりも遅く、時間がかかってしまうためである。（同政府広報オンライン）

この点、歩行者が明るい色の服装にしたり、車のライトを反射する「反射材」を身につけたりすることは従来から行われてはいるものの（同政府広報オンライン）、前記高齢者に特有の事情に直接対処しようとする技術は存在しなかった。

そこで、本発明は、かかる従来技術の問題点を解決して、進むべき方向を、まずユーザーが能動的に推定して腕又は指で指し示し、その方向に進むべきか否かを前記ユーザーが判断できるようにしたウェアラブルナビゲーションシステムを提供することを課題とするものである。又、本発明は、電子コンパスに対する携帯端末の内部磁場の影響を低減することによって高精度な方位検出を可能とすることを課題とするものである。更に、本発明は、交通安全に貢献するウェアラブルナビゲーションシステムを提供することをも課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、地図データ上の道の分岐点における進むべき方向の候補のうち、ユーザーが指又は腕で指し示す道が存在する方向を検出する指示方向検出手段と、前記ユーザーの現在位置を測位する現在位置測位手段と、前記現在位置又は前記ユーザーが次に通過する分岐点において前記ユーザーが進むべき誘導方向を決定する誘導方向決定手段と、前記ユーザーが指し示している道が進むべき道なのか、あるいはその他の道なのかを区別できるように、前記指示方向と前記誘導方向との照合結果を前記ユーザーが身に付ける指輪又は腕時計若しくは腕輪から発する光で提示する単一の提示手段と、を備え、前記照合結果に基づき、前記ユーザーが前記指示方向に進むべきか否かを判断できるようにしたことを特徴とする。これにより、進むべき方向を、ユーザーが能動的に推定して腕又は指で指し示し、その方向に進むべきか否かをユーザーが判断できるようになる。

尚、本発明では三つの方向を定義する。すなわち、誘導方向、進行方向、指示方向である。まず、誘導方向とは、ユーザーが現在位置において進むべき方向である。次に、進行方向とは、ユーザーが現在進んでいる方向である。最後に、指示方向とは、ユーザーが現在指し示している方向である。

本発明のウェアラブルナビゲーションシステムは、指輪又は腕時計若しくは腕輪とスマートフォン等の携帯端末との間を、近距離無線通信技術を用いて連接することが望ましい。これによって、通常は地図を表示するディスプレイを見る必要が殆どなく、目的地に至る経路全体や経路上の現在位置を確認したいとき等にだけディスプレイを見るようにできるので、“歩きスマホ”の問題が生じない。尚、本発明におけるスマートフォン等の携帯端末には、従来型の携帯電話機、スマートフォン、タブレット型端末、スマートグラス、その他ディスプレイを備えるナビゲーション機能を有する端末が広く含まれるものとする。

次に、請求項２記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記指示方向検出手段が電子コンパスを備えることを特徴とする。これにより、指輪又は腕時計若しくは腕輪に備える指示方向検出手段を小型軽量にすることができる。又、スマートフォン等の携帯端末の内部磁場の影響を受けずに方向を検出できるようになる。

次に、請求項３記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記指示方向検出手段又は前記提示手段とスマートフォン等の携帯端末との間の無線送受信手段を備え、前記指示方向、前記誘導方向又は前記照合結果を無線で送信又は受信できるようにしたことを特徴とする。これにより、ウェアラブル端末である指輪又は腕時計若しくは腕輪の機能を、主として指示方向検出機能や照合結果の提示機能のみにして小型軽量にすることができる。又、スマートフォン等の携帯端末の内部磁場の影響を受けずに方向を検出できるようになる。

次に、請求項４記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記提示手段が前記分岐点までの距離を光又は振動の強度によって提示できるようにしたことを特徴とする。これにより、ユーザーは前記分岐点までの概略の距離を直感的に知ることができるようになり、前記分岐点を誤って通り過ぎる虞を低減できるようになる。

次に、請求項５記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記提示手段が指輪又は腕時計若しくは腕輪から光を発するようにしたことを特徴とする。これにより、ユーザーは前記指示方向と前記誘導方向との照合結果を視覚で認識できるようになる。

次に、請求項６記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記提示手段が指輪又は腕時計若しくは腕輪から光を発することによって、前記ユーザーが前記指示方向を修正できるようにしたことを特徴とする。これにより、推定した進むべき方向を修正できるようになるので、より一層迅速な判断が可能になる。

次に、請求項７記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記提示手段がハプティクス（Ｈａｐｔｉｃｓ）を用いて触覚を提示できるようにしたことを特徴とする。これにより、ユーザーは前記指示方向と前記誘導方向との照合結果を触覚で認識できるようになる。本発明は、特に視覚障がい者に効果がある。又、騒音が大きく音が聴こえ難い場合でも効果がある。

次に、請求項８記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記提示手段がハプティクス（Ｈａｐｔｉｃｓ）を用いて少なくとも二つ以上のパターンの触覚を提示することによって、前記ユーザーが前記指示方向を修正できるようにしたことを特徴とする。これにより、推定した進むべき方向を修正できるようになるので、より一層迅速な判断が可能になる。

次に、請求項９記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記提示手段が指輪又は腕時計若しくは腕輪から音を発するようにしたことを特徴とする。これにより、ユーザーは前記指示方向と前記誘導方向との照合結果を聴覚で認識できるようになる。本発明は、特に視覚障がい者に効果がある。

次に、請求項１０記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記提示手段が指輪又は腕時計若しくは腕輪から音を発することによって、前記ユーザーが前記指示方向を修正できるようにしたことを特徴とする。これにより、推定した進むべき方向を修正できるようになるので、より一層迅速な判断が可能になる。

次に、請求項１１記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記現在位置が、前記ユーザーが予め定めた目的地に至る経路から外れたときに、指輪、腕時計、腕輪又は前記スマートフォン等の携帯端末を振動させるようにしたことを特徴とする。これにより、前記ユーザーが分岐点を誤って通り過ぎたりすることを回避できるようになる。

次に、請求項１２記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記指示方向又は前記誘導方向にある横断歩道に設置された信号機の色が青であるときに、前記現在位置と地図データとを照合することによって、前記ユーザーが前記横断歩道を渡りきることができるか否かを自動的に判定し、進むべきか止まるべきかを提示できるようにしたことを特徴とする。これにより、ユーザーが横断歩道を渡りきれるか否かを判断できるようになり、特に高齢者の横断歩道における交通事故を防止できるようになる。又、指輪又は腕時計若しくは腕輪から発する光は、夜間に遠くから視認することができるので、夜間の事故防止に効果がある。

次に、請求項１３記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記ユーザーが横断歩道以外の場所で道路を横断しようとしたときに振動、光又は音によって警告できるようにしたことを特徴とする。これにより、交通事故を防止できるようになる。

次に、請求項１４記載のウェアラブルナビゲーションシステムは、請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステムにおいて、前記指示方向を地図上に表示できるようにしたことを特徴とする。これにより、ユーザーが進むべき方向を推定して、その方向が正しいのか否かを地図上でも確認できるようになる。

次に、請求項１５記載の指輪又は腕時計若しくは腕輪は、請求項１から請求項１４のいずれかに記載のウェアラブルナビゲーションシステムに備える前記指示方向検出手段を内蔵したことを特徴とする。これにより、ユーザーが指又は腕で指し示す方向を検出できるようになる。

次に、請求項１６記載のプログラムは、前記指示方向と前記誘導方向との照合処理を請求項１から請求項１４のいずれかに記載のウェアラブルナビゲーションシステムに実行させるためのプログラムである。

ナビゲーションにおける“歩きスマホ”の問題を解決できる。又、電子コンパスに対する携帯端末の内部磁場の影響を低減することによって高精度な方位検出が可能となる。更に、高齢歩行者の交通事故を防止できる。

図１は、本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムの運用場面の一例を示す説明図である。 図２は、本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図３は、指示方向と誘導方向とが異なっている場合の提示の一例を示す説明図である。 図４は、指示方向と誘導方向とが一致している場合の提示の一例を示す説明図である。 図５は、本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムのウェアラブル端末として機能する指輪の一例を示す説明図である。 図６は、本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムのウェアラブル端末として機能する腕時計の一例を示す説明図である。 図７は、本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムの携帯端末のディスプレイに表示する確認画面の一例を示す説明図である。 図８は、指示方向修正前の状態の一例を示す説明図である。 図９は、指示方向修正後の状態の一例を示す説明図である。 図１０は、横断歩道手前で進むべきか止まるべきかを提示している状態の一例を示す説明図である。 図１１は、照合処理手順の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の最良の実施の形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムの実施例について図面を参照しながら説明する。尚、可能な限り、同一部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。又、課題を解決するための手段における記載と重複する内容及び当業者であれば当然に知り得る公知技術に関する内容はできるだけ省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムの運用場面の一例を示す説明図である。
図１において、ユーザー１は、道２を進んできたところ、道２と道３の交差点において、進むべき方向は道３に右折する方向であると能動的に推定し、その方向を指輪又は腕時計若しくは腕輪４を装着した指で指し示している。この指示方向を、指輪又は腕時計若しくは腕輪４に備える指示方向検出手段によって検出し、ユーザー１が衣服のポケットや鞄の中に携行するスマートフォン５等の携帯端末に近距離無線技術によって無線送信する。

ユーザー１の現在位置は、スマートフォン５等の携帯端末に備えるＧＰＳを用いて測位し、前記スマートフォン５等の携帯端末に備えるナビゲーション機能や、携帯端末とネットワーク接続されたクラウドコンピューティング等を用いた通信型ナビゲーション機能によって、矢印６で示す誘導方向を決定する。
そして、スマートフォン５等の携帯端末において、指示方向と誘導方向とを照合し、照合結果を指輪又は腕時計若しくは腕輪４に近距離無線技術によって無線送信する。指輪又は腕時計若しくは腕輪４において受信した照合結果は、指輪又は腕時計若しくは腕輪４に備える発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の点灯やハプティクス（Ｈａｐｔｉｃｓ）等を用いる提示手段によってユーザー１に提示され、ユーザー１は指示方向に進むべきか否かを判断する。 図１の場合、ユーザー１が指で指し示す指示方向と矢印６で示す誘導方向とが一致し、指輪又は腕時計若しくは腕輪４に備えるＬＥＤが点灯する。

図２は、本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
尚、図２では、スマートフォン等の携帯端末側と指輪等のウェアラブル端末側とで機能を分離した場合について示している。
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ−Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２１をワーク領域として、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０に記憶した制御プログラムをロードして実行する。
ユーザーインターフェース（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）７は、タッチパネル、音声認識装置等から構成され、アプリケーションの初期設定や起動・終了等に用いる。
誘導方向は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）９を用いて測位したユーザー１の現在位置に基づき、ナビゲーション部（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）８において決定する。地図はディスプレイ（Ｄｉｓｐｌａｙ）１７に表示することができ、ユーザー１は、必要に応じて、目的地までの経路、現在位置、誘導方向等を確認することができる。この際、ＧＰＳ９でユーザー１の現在位置を測位し、加速度センサ（Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ）１０及びジャイロセンサ（Ｇｙｒｏ Ｓｅｎｓｏｒ）１１で姿勢を検出し、電子コンパス（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｍｐａｓｓ）１２で方位を検出する。
尚、携帯端末は一般に広く普及しているものを使用することができ、バッテリー（Ｂａｔｔｅｒｙ）１３を備える。
携帯端末（スマートフォン等）の無線モジュール（ＲＦ ｍｏｄｕｌｅ）１６とウェアラブル端末（指輪等）の無線モジュール（ＲＦ ｍｏｄｕｌｅ）２２との間は近距離無線通信で接続する。
バイブレータ（Ｖｉｂｒａｔｏｒ）１８やスピーカー（Ｓｐｅａｋｅｒ）１９は、指示方向と誘導方向とが一致したときに、振動や音を発するようにしたり、 予め定めた目的地に至る経路からユーザー１の現在位置が外れたときや、ユーザー１が横断歩道以外の場所で道路を横断しようとしたとき等に警報として振動や音を発するようにしたりする際に使用する。
データ記憶装置（Ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ）１５には、地図データ等を記憶しておく。

指輪等のウェアラブル端末側は、無線モジュール（ＲＦ ｍｏｄｕｌｅ）２２、制御装置（Ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｖｉｃｅ）２３、指示方向検出手段としての電子コンパス（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｍｐａｓｓ）２４、提示手段としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）２５及びバイブレータ（Ｖｉｂｒａｔｏｒ）２６、及びバッテリー（Ｂａｔｔｅｒｙ）２７で構成する。

指示方向検出手段は、電子コンパス２４を指輪等のウェアラブル端末に内蔵することが望ましいが、これに限定されず、例えば、画像処理を用いた各種モーションキャプチャ技術によってユーザー１が指又は腕で指し示す方向を検出するようにしてもよい。
現在位置測位手段は、ＧＰＳ９の他にＩＭＥＳ（Ｉｎｄｏｏｒ ＭＥｓｓａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、無線ＬＡＮ測位、自律航法測位、慣性航法測位、基地局測位等の様々な手段が公知であるし本発明の本質的部分ではないのでＧＰＳ９に限定しない。
誘導方向決定手段は、従来のナビゲーション技術によって探索した経路に従って、ユーザー１の現在位置における誘導方向を決定する。
又、誘導方向決定手段は、ユーザーが次に通過する分岐点において進むべき誘導方向を早めに決定するようにしてもよい。例えば、ユーザーが徒歩で移動しているときには、ユーザーが次に通過する分岐点の手前１０ｍの地点を通過して以降は、前記分岐点においてユーザーが進むべき誘導方向を決定するようにする。つまり、分岐点の手前１０ｍの地点を通過する以前は、ユーザーの現在位置においてユーザーが進むべき誘導方向を決定し、それ以降は前記分岐点においてユーザーが進むべき誘導方向に切り換える。これによって、分岐点の手前から次に進むべき方向を判断できるようになる。ただし、１０ｍ以内に複数の分岐点が存在したり、地図データに登録されていない分岐点が存在したりする等、分岐点が密集している地域では、例えば、分岐点の手前５ｍの地点といったように、分岐点のより近傍の地点において上記切り換えを行うことが望ましい。

本発明のウェアラブルナビゲーションシステムによる誘導は、予めユーザーが指定した目的地までの誘導に限定されない。例えば、ユーザーが暗闇等の視界不良な場所で行動する場合やユーザーが視覚障がい者である場合に、空間認識技術を用いて認識した周囲の状況に応じて安全に歩行できる方向を誘導方向として決定するようにしてもよい。又、遠隔地にいる他人が指定した目的地までの経路に従って誘導方向を決定したり、ユーザーの現在位置をモニターする他人が誘導方向を決定したりするようにしてもよい。

提示手段は、ＬＥＤや振動モータを指輪又は腕時計若しくは腕輪に内蔵することが望ましい。触覚提示手段としては、振動モータやピンの上下動等のアクチュエータ方式に限らず、電界を発生させる等、様々なハプティクスを用いることができる。図２に示す一例では、振動モータ等からなるバイブレータ２６によって、指輪、腕時計、腕輪又は前記スマートフォン等の携帯端末を振動させる。

指輪又は腕時計若しくは腕輪を振動させる振動モータ、数、配置、強さ、振動パターンは様々な設計が可能であり、様々なハプティクスを用いることができる。例えば、前記提示手段が指輪又は腕時計若しくは腕輪からピンを出し入れするようにしてもよい。この場合、点字システム等に用いられるピンディスプレイ（二次元触覚ディスプレイ）と同様の機構でピンを動作させる。この方法は、特に視覚障害者の誘導に効果的である。又、左右の手の指又は左右の腕に、提示手段を備える指輪又は腕時計若しくは腕輪を装着することによって、ユーザーが指示方向を修正できるようにすることもできる。

尚、本発明のウェアラブルナビゲーションシステムには、指輪又は腕時計若しくは腕輪と携帯端末とを無線や有線で連接する形態に限定されず、全ての機能を指輪又は腕時計若しくは腕輪に集約する形態も含まれるものとする。又、反対に、指輪又は腕時計若しくは腕輪では指示方向検出と照合結果の提示のみを行い、必要な処理の大部分をクラウドコンピューティング（Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）等によって行う通信型ナビゲーションシステムの形態も含まれるものとする。

図３は、指示方向と誘導方向とが異なっている場合の提示の一例を示す説明図である。
提示手段は、指輪２８に備えるＬＥＤ２５であり、道２を進んできたユーザー１が、道２に沿う方向を、指輪２８を装着した指で指し示している。これに対して、誘導方向は道３に右折する矢印６で示す方向である。このように指示方向と誘導方向とが異なる場合には、ＬＥＤ２５は消灯している（尚、以下の図中において、網掛け部分は消灯状態のＬＥＤを表している）。
異なる色のＬＥＤを二つ以上備え、指示方向と誘導方向とが異なる場合には赤色、一致する場合には青色といったように、常にいずれかのＬＥＤが点灯するようにしてもよいが、バッテリーの消耗を抑えるためには、一致する場合にだけ点灯するようにすることが望ましい。提示手段として指輪２８や携帯端末に備えるバイブレータ８を用いるようにしてもよい。これは、特に、ユーザー１が視覚障がい者である場合に効果的である。又、暗闇で隠密行動をする場合にも効果的である。

図４は、指示方向と誘導方向とが一致している場合の提示の一例を示す説明図である。
道２を進んできたユーザー１が、道３に右折する方向を、指輪２８を装着した指で指し示している。これに対して、誘導方向は矢印６で示す方向である。このように指示方向と誘導方向とが一致している場合には、ＬＥＤ２５が点灯する。
指示方向と誘導方向との照合は、ユーザーが判断できる程度に一致すれば足りるので、指示方向又は誘導方向に一定の幅をもたせて照合する。例えば、指示方向又は誘導方向に±１０度等の一定の誤差を許容した上で照合する。又、道の分岐状況に応じて、ユーザーが指し示している道が進むべき道なのか、あるいはその他の道なのかを区別できるように照合する。つまり、ユーザーが進むべき道を判断できるような照合であれば如何なる方法であってもよい。

ＬＥＤは、寿命が長い、消費電力が小さい、小型化が容易、発熱が少ない、紫外線や赤外線等の有害光を放射しない等の特徴があり、照明だけでなく、家電の表示、信号機、液晶表示のバックライト等に広く用いられている。これらの特性から、ＬＥＤは指輪又は腕時計若しくは腕輪に搭載するのにも適しているといえる。

図５は、本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムのウェアラブル端末として機能する指輪の一例を示す説明図である。本発明においてウェアラブル端末として機能する指輪２８は、無線モジュール２２、制御装置２３、指示方向検出手段としての電子コンパス２４、提示手段としてのＬＥＤ２５及びバイブレータ２６、及びバッテリー２７を備えている。

カーナビゲーションシステムの場合、移動速度がＧＰＳの測位誤差に比べて大きいので、ＧＰＳを用いて進行方向を検出することができ、ＧＰＳにジャイロセンサを組み合わせることによって検出精度を向上させることもできる。一方、歩行者用のナビゲーションシステムの場合、移動速度がＧＰＳの測位誤差に比べて小さいので、電子コンパスが用いられる場合が多い。本発明の指示方向検出手段が検出する方向は、従来のナビゲーションシステムの場合のような進行方向ではなく、ユーザーが指し示す方向である。そこで、本実施例では、ユーザーが静止した状態において方位を検出できる電子コンパスを用いる。

電池は、ボタン型、コイン型、ピン型等の小型電池であり、既に、腕時計や各種ウェアラブル機器用として用いられている。

図６は、本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムのウェアラブル端末として機能する腕時計の一例を示す説明図である。本発明においてウェアラブル端末として機能する腕時計２９は、無線モジュール２２、制御装置２３、指示方向検出手段としての電子コンパス２４、提示手段としてのＬＥＤ２５及びバイブレータ２６、及びバッテリー２７を備え、ＬＥＤ２５を例えば図６に示す位置に配置する。

図７は、本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムの携帯端末のディスプレイに表示する確認画面の一例を示す説明図である。
本発明の実施形態に係るウェアラブルナビゲーションシステムは、スマートフォン等の携帯端末を衣服のポケットや鞄等に入れたままの状態で使用できることが特徴である。
しかし、必要に応じて、スマートフォン等の携帯端末を衣服のポケットや鞄等から取り出して、そのディスプレイにナビゲーション画面を表示することによって、目的地までの経路や距離等を確認することもできる。図７では、ユーザー１の現在位置を二重丸で、スタート地点からゴール地点に至る誘導経路を太線で示している。又、現在位置においてユーザー１が指し示している指示方向を表示することもできる。例えば、図７に示すように、指示方向を手指の形のアイコンで表示するようにしてもよい。従来から、携帯端末に電子コンパスを備えることによって地図の向きを自動的に修正する方法は存在するが、携帯端末で方向を指し示すこと自体が正確性に欠け、ユーザーが迷う場合があった。この点、本発明のようにユーザー１が腕や指で指し示すようにすれば、より正確な方向指示が可能となる。これによって、ユーザー１が視認する周囲の建物や地形地物と地図との照合が容易になる。
これによって、ユーザーが進むべき方向を推定して、その方向が正しいのか否かを地図上でも確認できるようになる。

図８は、指示方向修正前の状態の一例を示す説明図である。
図８に示すように、指輪２８に左方向修正用ＬＥＤ３０及び右方向修正用ＬＥＤ３１を備え、矢印６で示す誘導方向６が、ユーザー１の指示方向よりも右である場合に、右方向修正用ＬＥＤ３１を点灯する。これによって、ユーザー１は、誘導方向が指示方向よりも右側であることを知ることができ、進むべき方向が道２ではなく道３であることを知ることができる。修正方向を提示する方法としては、他に、ハプティクス（Ｈａｐｔｉｃｓ）を用いて少なくとも二つ以上のパターンの触覚を提示するようにしてもよい。又、音を発するようにしてもよい。

尚、方向修正用ＬＥＤの数、配置、色、明るさ、発光パターン（点滅、フェードイン、フェードアウト、ゆらぎ等）は、様々に設計可能であり、図８に示した設計に限定されない。例えば、指輪に配列した複数のＬＥＤを順に点灯することによって、指示方向を基準とする左右の方向を提示することもできる。

音を発することによって修正方向を提示する場合には、左は「ピッ、ピッ、ピッ、・・・」、右は「ピーピッ、ピーピッ、ピーピッ、・・・」等というように異なるパターンの音を左右に割り当てたり、左は低音、右は高音というように左右で音程を変えたり、「左」や「右」等の音声を発するようにしたりする。

図９は、指示方向修正後の状態の一例を示す説明図である。
図８に示した状態に続き、改めて道３に右折する方向をユーザー１が指し示すと、誘導方向と指示方向が一致するので、右方向修正用ＬＥＤ３１は消灯し、代わってＬＥＤ２５が点灯する。これによって、ユーザー１は、現在指し示している方向に進むべきであると判断することができる。

図１０は、横断歩道手前で進むべきか止まるべきかを提示している状態の一例を示す説明図である。
図１０に示すように、指示方向又は誘導方向にある横断歩道に設置された信号機３２の色が青であるときに、現在位置と地図データとを照合することによって、ユーザー１が横断歩道を渡りきることができるか否かを自動的に判定し、進むべきか止まるべきかを提示できるようにする。

信号機３２が青であることを知る手段としては、例えば、信号機３２が青であることをユーザー１が認識したときに、指輪２８に備えるスイッチボタンで入力するようにしてもよい。あるいは、信号機３２が赤から青に変わったこと又は青であることを無線で周囲に知らせる無線送信機を信号機３２に備え、前記無線をユーザー１が携帯するスマートフォン等で受信して検知するようにしてもよい。又、信号機３２の色を画像認識したり、信号機３２が発する音を検出したりするようにしてもよい。

又、前記ユーザーが横断歩道以外の場所で道路を横断しようとしていることは、ユーザーの現在位置と地図データとの照合によって検知することができる。

図１１は、照合処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、ナビゲーションを開始するとともに照合処理を開始する（S1）。
次に、ユーザー１が指し示している指示方向（S2）を取得するとともに、現在位置（S3）と経路探索データ又は空間認識データ（S4）から誘導方向を決定する（S5）。
次に、指示方向と誘導方向とを照合し（S6）、概ね一致していなければ、ＬＥＤ２５を消灯したり左右方向の修正用ＬＥＤを点灯したり音を発したりする（S7）。又、指示方向と誘導方向とを照合し（S6）、概ね一致していれば、ＬＥＤ２５を点灯したりバイブレータ２６を振動させたりする（S8）。
次に、現在位置と経路とを照合し（S9）、現在位置が予め定めた目的地に至る経路から外れたときに、ウェアラブル端末又は携帯端末を振動させたり、音を発したりする（S10）。この場合、現在位置から目的地に至る経路を新たに探索するようにしてもよい。
次に、現在位置と経路とを照合し（S9）、現在位置が、ユーザーが予め定めた目的地に至る経路上にある場合、現在位置と目的地とを照合し（S11）、目的地に到着するまでS2以降の処理を繰り返し、目的地に到着したときに終了する（S12）。

“歩きスマホ”の問題を解決できるとともに、交通事故防止にも効果的であるので、産業上の利用可能性は極めて大きい。

１ ユーザー
２ 道
３ 道
４ 指輪又は腕時計若しくは腕輪
５ スマートフォン
６ 矢印
７ ユーザーインターフェース（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
８ ナビゲーション部（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）
９ ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）
１０ 加速度センサ（Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ）
１１ ジャイロセンサ（Ｇｙｒｏ Ｓｅｎｓｏｒ）
１２ 電子コンパス（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｍｐａｓｓ）
１３ バッテリー（Ｂａｔｔｅｒｙ）
１４ ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）
１５ データ記憶装置（Ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ）
１６ 無線モジュール（ＲＦ ｍｏｄｕｌｅ）
１７ ディスプレイ（Ｄｉｓｐｌａｙ）
１８ バイブレータ（Ｖｉｂｒａｔｏｒ）
１９ スピーカー（Ｓｐｅａｋｅｒ）
２０ ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）
２１ ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ−Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）
２２ 無線モジュール（ＲＦ ｍｏｄｕｌｅ）
２３ 制御装置（Ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｖｉｃｅ）
２４ 電子コンパス（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｍｐａｓｓ）
２５ ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）
２６ バイブレータ（Ｖｉｂｒａｔｏｒ）
２７ バッテリー（Ｂａｔｔｅｒｙ）
２８ 指輪
２９ 腕時計
３０ 左方向修正用ＬＥＤ
３１ 右方向修正用ＬＥＤ
３２ 信号機

Claims (16)

1. 地図データ上の道の分岐点における進むべき方向の候補のうち、ユーザーが指又は腕で指し示す道が存在する方向を検出する指示方向検出手段と、
   前記ユーザーの現在位置を測位する現在位置測位手段と、
   前記現在位置又は前記ユーザーが次に通過する分岐点において前記ユーザーが進むべき誘導方向を決定する誘導方向決定手段と、
   前記ユーザーが指し示している道が進むべき道なのか、あるいはその他の道なのかを区別できるように、前記指示方向と前記誘導方向との照合結果を前記ユーザーが身に付ける指輪又は腕時計若しくは腕輪から発する光で提示する単一の提示手段と、
   を備え、
   前記照合結果に基づき、前記ユーザーが前記指示方向に進むべきか否かを判断できるようにしたウェアラブルナビゲーションシステム。
2. 前記指示方向検出手段が電子コンパスを備えることを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
3. 前記指示方向検出手段又は前記提示手段とスマートフォン等の携帯端末との間の無線送受信手段を備え、
   前記指示方向、前記誘導方向又は前記照合結果を無線で送信又は受信できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
4. 前記提示手段が前記分岐点までの距離を光又は振動の強度によって提示できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
5. 前記提示手段が指輪又は腕時計若しくは腕輪から光を発するようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
6. 前記提示手段が指輪又は腕時計若しくは腕輪から光を発することによって、前記ユーザーが前記指示方向を修正できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
7. 前記提示手段がハプティクス（Ｈａｐｔｉｃｓ）を用いて触覚を提示できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
8. 前記提示手段がハプティクス（Ｈａｐｔｉｃｓ）を用いて少なくとも二つ以上のパターンの触覚を提示することによって、前記ユーザーが前記指示方向を修正できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
9. 前記提示手段が指輪又は腕時計若しくは腕輪から音を発するようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
10. 前記提示手段が指輪又は腕時計若しくは腕輪から音を発することによって、前記ユーザーが前記指示方向を修正できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
11. 前記現在位置が、前記ユーザーが予め定めた目的地に至る経路から外れたときに、指輪、腕時計、腕輪又は前記スマートフォン等の携帯端末を振動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
12. 前記指示方向又は前記誘導方向にある横断歩道に設置された信号機の色が青であるときに、前記現在位置と地図データとを照合することによって、前記ユーザーが前記横断歩道を渡りきることができるか否かを自動的に判定し、進むべきか止まるべきかを提示できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
13. 前記ユーザーが横断歩道以外の場所で道路を横断しようとしたときに振動、光又は音によって警告できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
14. 前記指示方向を地図上に表示できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェアラブルナビゲーションシステム。
15. 請求項１から請求項１４のいずれかに記載のウェアラブルナビゲーションシステムに備える前記指示方向検出手段を内蔵した指輪又は腕時計若しくは腕輪。
16. 前記指示方向と前記誘導方向との照合処理を請求項１から請求項１４のいずれかに記載のウェアラブルナビゲーションシステムに実行させるためのプログラム。