JP6445266B2

JP6445266B2 - 視覚障害者誘導システム

Info

Publication number: JP6445266B2
Application number: JP2014141621A
Authority: JP
Inventors: 和寿小林
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2018-12-26
Anticipated expiration: 2034-07-09
Also published as: JP2016017886A

Description

本発明は、視覚障害者誘導システムに関する。

視覚障害者を聴覚や触覚により誘導する視覚障害者用誘導案内システムが提案されている。視覚障害者は、人間の情報収集の約８割を担う視覚を失っている。このため、視覚障害者は、視覚の代替手段として聴覚を活用することが多い。例えば、視覚障害者は、周りの音を聞くことにより、周囲の状況を判断することがある。

従って、視覚障害者用誘導案内システムには、聴覚に対する負担を大きくしないことも要求される。このような提案として、例えば、特開２００６−２５０７９９号公報には、靴底をガイド面として、このガイド面に複数の方位に対応して触知子を配置して、各触知子により足を刺激することで、通行者を誘導する触知式経路案内装置が開示されている。

特開２００６−２５０７９９号公報

しかしながら、特開２００６−２５０７９９号公報にかかる触知式経路案内装置は、瞬間における進行方向を示す機能しか無いため、進行方向の先に何があるのかを予め確認できない問題がある。
例えば、進路先が工事中で通行止めになっている等の情報は、歩行者が該当場所に達していない状況では、上記特開２００６−２５０７９９号公報にかかる触知式経路案内装置から出力されない。このため、歩行者は工事現場に達したとき、歩行者は、初めて通行止めであることを知ることになる。従って、危険を回避することが困難となり、スムースな歩行誘導ができない問題がある。

そこで、本発明の主目的は、視覚障害者が周囲の情報を認識できるようにして安全に歩行ができるようにした視覚障害者誘導システムを提供することである。

上記課題を解決するため、視覚障害者を誘導する視覚障害者誘導システムにかかる発明は、歩行路に埋設されて、少なくとも埋設場所を位置情報として含むタグ情報を記憶するＩＣタグと、靴に設けられて、前記タグ情報を取得するＩＣタグリーダ、前記靴の複数の部位に設けられて、加圧情報を受信することにより膨らんで該当足部を刺激する足刺激部、前記ＩＣタグリーダが取得した前記タグ情報を外部に出力すると共に外部から前記加圧情報を受信して前記足刺激部に出力する靴通信部、を含む歩行者支援靴と、歩行路に関する環境情報が格納されると共に前記歩行者の目的地情報が格納される記憶部、前記タグ情報を受信すると、該タグ情報から前記歩行者の現在位置を抽出し、該現在位置と前記目的地情報とから前記歩行者の進路に関する情報を前記環境情報から取得して、進路情報として出力する情報判断処理部、前記進路情報を外部に送信するサーバ通信部、を含むサーバと、前記進路情報を取得して、歩行者の誘導するための情報を作成し、これを前記加圧情報として出力する情報処理部、前記進路情報を前記サーバ通信部から取得して、該進路情報を前記情報処理部に出力し、前記タグ情報を前記靴通信部から取得して、該タグ情報を前記サーバ通信部に出力し、前記情報処理部から前記加圧情報を取得して、該加圧情報を前記靴通信部に出力する主通信部、を含む情報処理装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、視覚障害者が周囲の情報を認識できるようにしたので、安全に歩行ができるようになる。

視覚障害者誘導システムのブロック図である。視覚障害者誘導システムの実装例を示す図である。報知器が設けられた点字ブロックからなる構成を示す図で、（ａ）は注意を促すための点状凸部を持つ点字ブロック、（ｂ）は通行経路を示すための線状凸部を持つ点字ブロック、（ｃ）は平面状の点字ブロックである。歩行支援靴の側面図である。歩行支援靴の上面図である。歩行支援眼鏡の構成を示す図である。情報処理装置の構成を示す図である。加圧情報に基づき動作する足刺激部が動作する様子を示した図で、（ａ）は左側刺激部が膨張して、左側に歩行進路を変える場合（左折誘導）、（ｂ）は右側刺激部が膨張して、右側に歩行進路を変える場合（右折誘導）を示す図である。歩行者が顔を上下に動かした際の傾斜角を示す図である。歩行者が顔を左右に動かした際の傾斜角を示す図である。確認対象位置までの距離導出する際の説明図である。歩行者が駅のプラットホームに居る場合の説明図である。加圧情報による足刺激部の動作状況を説明した図で、（ａ）は前方上り傾斜路である場合、（ｂ）は前方下り傾斜路である場合、（ｃ）は前方危険である場合の図である。

本発明の実施形態を説明する。図１は、視覚障害者誘導システム２のブロック図である。また図２は、視覚障害者誘導システム２の実装例を示す図である。視覚障害者誘導システム２は、報知器１０、歩行支援靴２０、歩行支援眼鏡３０、情報処理装置４０、サーバ５０を備える。

報知器１０は、タグ識別情報、位置情報、警告情報等のタグ情報Ｇ１が記録されたＩＣタグ１１を備えて、歩行支援靴２０にタグ情報Ｇ１を送信する。

なお、本実施形態においては、点字ブロックに報知器１０が設けられている場合を例に説明するが、点字ブロックに限定するものではない。このような点字ブロックは、視覚障害者（以下、歩行者と記載する）に対する歩行支援用として駅構内、各種施設、歩道等の歩行路に設置されたブロックである。図３は、報知器１０が設けられた点字ブロックからなる構成を示す図で、（ａ）は注意を促すための点状凸部を持つ点字ブロック、（ｂ）は通行経路を示すための線状凸部を持つ点字ブロック、（ｃ）は平面状の点字ブロックである。なお、図３においては、上側に上面図、下側に断面図が示されている。

図４は、歩行支援靴２０の側面図であり、図５は上面図である。歩行支援靴２０は、ＩＣタグリーダ２１、靴通信部２２、足刺激部２３を備える。また、足刺激部２３は、足の左側部位に設けられた左側刺激部２３ａ、足の右側部位に設けられた右側刺激部２３ｂ、足先の上側に設けられた足先上側刺激部２３ｃ、足先の下側に設けられた足先下側刺激部２３ｄ、踵側に設けられた踵側刺激部２３ｅを備える。

ＩＣタグリーダ２１は、ＩＣタグ１１に格納されているタグ情報Ｇ１を読み出して靴通信部２２に出力する。靴通信部２２は、情報処理装置４０にタグ情報Ｇ１を出力すると共に、この情報処理装置４０から加圧情報Ｇ２を受信する。このときの加圧情報Ｇ２には、左側刺激部２３ａ、右側刺激部２３ｂ、足先上側刺激部２３ｃ、足先下側刺激部２３ｄ、踵側刺激部２３ｅの何れに対する情報である宛先情報が含まれている。そこで、靴通信部２２は、加圧情報Ｇ２から宛先情報を抽出して、この宛先情報に基づき該当する足刺激部２３に加圧情報Ｇ２を出力する。足刺激部２３は、靴通信部２２から加圧情報Ｇ２を受信すると、膨張することにより、足の該当部位を圧迫（刺激）する。

従って、左側刺激部２３ａ、右側刺激部２３ｂ、足先上側刺激部２３ｃ、足先下側刺激部２３ｄ、踵側刺激部２３ｅにより刺激された部位に応じて情報が伝達される。
例えば、足の左側が刺激されると、歩行者は左折するように案内されていることを知ることが分かる。同様に
右側が刺激されると、右折すべきであることが分かる。足先の下側が刺激されると、前方は上り階段や上りエスカレーター等の上り傾斜路であることが分かる。踵側が刺激されると、前方は下り階段や下りエスカレーター等の下り傾斜路であることが分かる。足先上側と足先下側とが同時に刺激されると、前方には危険な場所があることが分かる。無論、これらの刺激箇所及び刺激の意味は例示であり、他の組み合わせ及び他の意味を持たせることは可能である。

図６は、歩行支援眼鏡３０の構成を示す図である。歩行支援眼鏡３０は、傾斜検出部３１、眼鏡通信部３２を備える。傾斜検出部３１は、歩行者４の顔の向き（上下左右方向）を検知し、その検出結果を傾斜情報Ｇ３として眼鏡通信部３２に出力する。眼鏡通信部３２は、受信した傾斜情報Ｇ３を情報処理装置４０に出力する。

図７は、情報処理装置４０の構成を示す図である。情報処理装置４０は、主通信部４１、情報処理部４２を備える。主通信部４１は、図１に示すように、情報処理部４２、靴通信部２２、眼鏡通信部３２、サーバ５０と通信して、タグ情報Ｇ１、加圧情報Ｇ２、傾斜情報Ｇ３、進路情報Ｇ４の送受信を行う。また、情報処理部４２は、主通信部４１から進路情報Ｇ４を受信し、この進路情報Ｇ４に基づき加圧情報Ｇ２を作成して、主通信部４１を介して歩行支援靴２０に出力する。

サーバ５０は、歩行路周辺の状況を環境情報として格納する記憶部５１、共に利用者の歩行目的地に関する目的地情報が登録されると共に歩行支援に関する情報を記憶部５１から検索して進路情報Ｇ４として出力する情報判断収集部５２、情報処理装置４０と通信するサーバ通信部５３を備える。

次に、このような視覚障害者誘導システム２の動作を、１）歩行者４を誘導する進路誘導機能、２）歩行者４に周りの状況を知らせる周囲状態通知機能に分けて説明する。

１）進路誘導機能
歩行支援靴２０を履いた歩行者４が報知器１０の上に立つと、ＩＣタグリーダ２１はＩＣタグ１１と通信し、このＩＣタグ１１に格納されているタグ情報Ｇ１を読み取る。読み取られたタグ情報Ｇ１は、靴通信部２２から主通信部４１を介してサーバ５０に送られる。

サーバ５０の情報判断処理部５２は、受信したタグ情報Ｇ１の中から現在地情報を抽出する。そして、予め登録されている目的地情報と現在地情報とに基づき記憶部５１から今後の進行方向に関する環境情報を取得する。そして、取得した環境情報を進路情報Ｇ４として出力する。

例えば、現在地情報と目的地情報とから進行方向を右に変更（右折）すべきと判断した場合には、サーバ５０は、右折指示を内容とする進路情報Ｇ４を、主通信部４１を介して情報処理部４２に出力する。

情報処理部４２は、進路情報Ｇ４を受信すると、この進路情報Ｇ４の内容に従い加圧情報Ｇ２を作成して、主通信部４１を介して靴通信部２２に送る。

靴通信部２２は、加圧情報Ｇ２に含まれる宛先情報を抽出し、該当する宛先の足刺激部２３に送信する。例えば、右折する場合は、宛先情報には右側刺激部２３ｂが宛先として含まれている。そこで、靴通信部２２は、加圧情報Ｇ２を右側刺激部２３ｂに出力する。足刺激部２３は、加圧情報Ｇ２を受信すると、膨張することにより、歩行者４の足を刺激する。これにより、歩行者４は、足が刺激された側に進行方向を変更する（右折する）ように誘導される。

図８は、加圧情報Ｇ２に基づき動作する足刺激部２３が動作する様子を示した図で、（ａ）は左側刺激部２３ａが膨張して、左側に歩行進路を変える場合（左折誘導）、（ｂ）は右側刺激部２３ｂが膨張して、右側に歩行進路を変える場合（右折誘導）を示している。このように、タグ情報Ｇ１に基づき歩行者４は進行方向が誘導されるようになる。

なお、上記説明では、目的地情報はサーバ５０に記憶されているとしたが、情報処理部４２に記憶しておくことも可能である。例えば、主通信部４１に記憶されている場合は、主通信部４１はタグ情報Ｇ１をサーバ５０に送ると、サーバ５０はタグ情報Ｇ１から現在位置を抽出する。そして、抽出した現在位置の周囲の情報を環境情報として出力する。情報処理部４２は、記憶されている目的地情報と環境情報とから、利用者の進路を判断し、加圧情報Ｇ２を作成する。

２）周囲状態通知機能
次に、周囲状態通知機能について説明する。この機能は、歩行者４が現在地の周囲状況を把握する場合に有用な機能である。

即ち、周囲状況を知りたい場合には、歩行者４は顔を上下左右に動かす。この行為は、恰も周りの風景を見るような感じである。傾斜検出部３１は、歩行者４の顔の動き（角度）を検出して、傾斜情報Ｇ３として眼鏡通信部３２を介して主通信部４１に送る。図９は歩行者４が顔を水平方向から上下方向に傾けた場合（図９では角度α）、図１０は進行方向からの左右方向に傾けた場合（図１０では角度β）を例示した図である。

主通信部４１は、タグ情報Ｇ１と傾斜情報Ｇ３とをサーバ５０に送る。サーバ５０は、タグ情報Ｇ１から現在位置を取得し、また傾斜情報Ｇ３から確認対象位置（歩行者４の視線先の位置）を以下の方法に従い算出する。このとき、図１１に示すように、歩行者４の目の高をｈ［ｃｍ］、傾斜角度をα、確認対象位置までの距離をｆ［ｃｍ］とすると、確認対象位置ｆは、
ｆ＝ｈ／（ｔａｎα） …（１）
の式１で与えられる。

そこで、図１２に示すように、歩行者４が駅のプラットホームに居る場合を考える。ここで、歩行者４が現在位置Ｐ２に到着する直前の単位時間におけるＸ方向への移動量をδＸ１、Ｙ方向への移動量をδＹ１とする。このとき、進行方向の確認対象位置Ｐ３までのＸ方向の距離δＸ２及びＹ方向の距離δＹ２は、Ｐ１〜Ｐ２間の距離Ｌ１とＰ２〜Ｐ３間の距離Ｌ２とは、
Ｌ１＝（δＸ１^２＋δＹ１^２）^０．５ …（２）
Ｌ２＝ｆ …（３）
の式２，式３で与えられる。

そして、相似関係から
δＸ２／δＸ１＝Ｌ２／Ｌ１＝δＹ２／δＹ１ …（３）
の式３が成り立つので、
δＸ２＝（ｆ／（δＸ１^２＋δＹ１^２）^０．５）＊δＸ１ …（４）
δＹ２＝（ｆ／（δＸ１^２＋δＹ１^２）^０．５）＊δＹ１ …（５）
の式４，式５によりＸ方向の距離δＸ２及びＹ方向の距離δＹ２が求まる。従って、確認対象位置Ｐ３の座標は、現在位置Ｐ２の座標を（Ｘ，Ｙ）とすると、（Ｘ＋δＸ２，Ｙ＋δＹ２）となる。

また、歩行者４が進行方向とは別の方向に「視線」を向けたとき、その確認対象位置Ｐ４は、次のように求めることができる。進行方向の座標上の角度（Ｙ軸に対する角度）をβ１とすると、顔を右側に角度β傾けた際のＹ軸となす角度β２は、
β２＝β１＋β …（６）
の式６で与えられる。β１は、δＸ１とδＸ２から求められるので、角度β２は、
β２＝β１＋β
＝（ａｒｃｔａｎ（δＸ１／δＹ１）＋β） …（７）
の式７で与えられる。従って、確認対象位置Ｐ４までのＸ方向の距離δＸ３は、
δＸ３＝ｓｉｎ（β２）＊ｆ
＝ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（δＸ１／δＹ１）＋β）＊ｆ …（８）
の式８で求まる。

またＹ方向の距離δＹ３は、
δＹ３＝ｃｏｓ（β２）＊ｆ
＝ｃｏｓ（ａｒｃｔａｎ（δＸ１／δＹ１）＋β）＊ｆ …（９）
の式９で与えられる。よって、確認対象位置Ｐ４の座標は、（Ｘ＋δＸ３，Ｙ＋δＹ３）となる。

このようにして、確認対象位置が算出されると、サーバ５０は該当位置の進路情報Ｇ４を検索して主通信部を介して情報処理部４２に出力する。

情報処理部４２は受信した進路情報Ｇ４から加圧情報Ｇ２を作成して靴通信部２２に出力する。靴通信部２２は、加圧情報Ｇ２から宛先情報を抽出し、該当する宛先の足刺激部２３に出力する。

このような進路情報Ｇ４の情報内容として、前方上り傾斜路、前方下り傾斜路、前方危険である場合等が例示できる。図１３は、このような場合の加圧情報Ｇ２による足刺激部２３の動作状況を説明した図で、（ａ）は前方上り傾斜路である場合、（ｂ）は前方下り傾斜路である場合、（ｃ）は前方危険である場合を示している。

前方上り傾斜路である場合として、前方が上り階段又は上りエスカレーターである場合が例示でき、足先下側刺激部２３ｄが膨らんで足先を押上げる。これにより、歩行者４は前方上り傾斜路であることを知る。また、足先が押上げられるため、擬似的な上り傾斜状態が形成されて、歩行者４は無意識のうちに（直感的に）上りに対する姿勢（体重移動等）をとるようになる。

前方下り傾斜路である場合として、前方が下り階段又は下りエスカレーターである場合が例示でき、踵側刺激部２３ｅが膨らんで踵を押し上げ、また足先上側刺激部２３ｃが膨らんで足先を押し下げる。これにより歩行者４は前方下り傾斜路であることを知る。また、踵が押し上げられ、足先が押し下げられるため、擬似的な下り傾斜状態が形成されて、歩行者４は無意識のうちに（直感的に）下りに対する姿勢（体重移動等）をとるようになる。

前方危険である場合として、例えば工事中や段差がある場合が例示でき、足先上側刺激部２３ｃと足先下側刺激部２３ｄとが共に膨らむ。これにより歩行者４は、前方危険を察知する。

なお、前方が工事中の場合には、進行ができないが、段差がある場合には注意して進むことができる。このような場合には、例えば足先上側刺激部２３ｃと足先下側刺激部２３ｄとを周期的に膨らませて、前方が段差であることを示し、定常的に膨らませて前方通行不可であることを示しても良い。

これらによって、利用者が自らの意思で、必要なときに周囲の状況を把握し、これから自分が進む先の空間のイメージを予め持った上で進行することができるため、安全かつスムースな通行が可能になる。

また、進行方向の案内だけでなく、進行方向の状況（特に危険性の有無）について、上り傾斜路、下り傾斜路、危険箇所等が直感的な情報として与えられるので、視覚障害者に対する認知負荷が軽減できるようになる。

２視覚障害者誘導システム
４歩行者
１０報知器
１１ＩＣタグ
２０歩行支援靴
２２靴通信部
２３足刺激部
２３ａ左側刺激部
２３ｂ右側刺激部
２３ｃ足先上側刺激部
２３ｄ足先下側刺激部
２３ｅ踵側刺激部
３０歩行支援眼鏡
３１傾斜検出部
３２眼鏡通信部
４０情報処理装置
４１主通信部
４２情報処理部
５０サーバ
５１記憶部
５２情報判断処理部
５３サーバ通信部

Claims

視覚障害者を誘導する視覚障害者誘導システムであって、
歩行路に埋設されて、少なくとも埋設場所を位置情報として含むタグ情報を記憶するＩＣタグと、
靴に設けられて、前記タグ情報を取得するＩＣタグリーダ、
前記靴の複数の部位に設けられて、加圧情報を受信することにより膨らんで該当足部を刺激する足刺激部、前記ＩＣタグリーダが取得した前記タグ情報を外部に出力すると共に外部から前記加圧情報を受信して前記足刺激部に出力する靴通信部、を含む歩行者支援靴と、
歩行路に関する環境情報が格納されると共に前記歩行者の目的地情報が格納される記憶部、前記タグ情報を受信すると、該タグ情報から前記歩行者の現在位置を抽出し、該現在位置と前記目的地情報とから前記歩行者の進路に関する情報を前記環境情報から取得して、進路情報として出力する情報判断処理部、前記進路情報を外部に送信するサーバ通信部、を含むサーバと、
前記進路情報を取得して、歩行者を誘導するための前記加圧情報を前記進路情報に従って作成して、前記加圧情報を出力する情報処理部、前記進路情報を前記サーバ通信部から取得して、該進路情報を前記情報処理部に出力し、前記タグ情報を前記靴通信部から取得して、該タグ情報を前記サーバ通信部に出力し、前記情報処理部から前記加圧情報を取得して、該加圧情報を前記靴通信部に出力する主通信部、を含む情報処理装置と、を備え、
前記足刺激部は、足の左側部位に設けられた左側刺激部と、足の右側部位に設けられた
右側刺激部と、足先の上側に設けられた足先上側刺激部と、足先の下側に設けられた足先
下側刺激部と、踵側に設けられた踵側刺激部と、を含み、
前記靴通信部は、前方上り傾斜路を情報内容とする前記進路情報に従って作成された前記加圧情報を前記情報処理装置から取得すると、前記足先下側刺激部のみに前記加圧情報を出力させる宛先情報を抽出して、該宛先情報に従い前記加圧情報を出力し、前記足先下側刺激部のみを膨らませることで前記歩行者の足先を押上げる
ことを特徴とする視覚障害者誘導システム。
視覚障害者を誘導する視覚障害者誘導システムであって、
歩行路に埋設されて、少なくとも埋設場所を位置情報として含むタグ情報を記憶するＩＣタグと、
靴に設けられて、前記タグ情報を取得するＩＣタグリーダ、
前記靴の複数の部位に設けられて、加圧情報を受信することにより膨らんで該当足部を刺激する足刺激部、前記ＩＣタグリーダが取得した前記タグ情報を外部に出力すると共に外部から前記加圧情報を受信して前記足刺激部に出力する靴通信部、を含む歩行者支援靴と、
歩行路に関する環境情報が格納されると共に前記歩行者の目的地情報が格納される記憶部、前記タグ情報を受信すると、該タグ情報から前記歩行者の現在位置を抽出し、該現在位置と前記目的地情報とから前記歩行者の進路に関する情報を前記環境情報から取得して、進路情報として出力する情報判断処理部、前記進路情報を外部に送信するサーバ通信部、を含むサーバと、
前記進路情報を取得して、歩行者を誘導するための前記加圧情報を前記進路情報に従って作成して、前記加圧情報を出力する情報処理部、前記進路情報を前記サーバ通信部から取得して、該進路情報を前記情報処理部に出力し、前記タグ情報を前記靴通信部から取得して、該タグ情報を前記サーバ通信部に出力し、前記情報処理部から前記加圧情報を取得して、該加圧情報を前記靴通信部に出力する主通信部、を含む情報処理装置と、を備え、
前記足刺激部は、足の左側部位に設けられた左側刺激部と、足の右側部位に設けられた
右側刺激部と、足先の上側に設けられた足先上側刺激部と、足先の下側に設けられた足先
下側刺激部と、踵側に設けられた踵側刺激部と、を含み、
前記靴通信部は、前方下り傾斜路を情報内容とする前記進路情報に従って作成された前記加圧情報を前記情報処理装置から取得すると、前記踵側刺激部及び前記足先上側刺激部に前記加圧情報を出力させる宛先情報を抽出して、該宛先情報に従い前記加圧情報を出力し、前記踵側刺激部及び前記足先上側刺激部のみを膨らませることで前記歩行者の踵を押上げると共に前記歩行者の足先を押し下げる
ことを特徴とする視覚障害者誘導システム。
請求項１又は２に記載の視覚障害者誘導システムであって、
歩行者の顔の傾きを傾斜情報として検出する傾斜検出部、前記主通信部を介して前記傾
斜情報を前記サーバに出力させる眼鏡通信部、を含み、
前記サーバは、前記傾斜情報を用いて前記歩行者の視線先の位置を算出し、算出された
位置に関する情報を前記記憶部から取得して、これを前記進路情報として前記情報処理部
に出力する
ことを特徴とする視覚障害者誘導システム。