JP6535631B2 - ナビゲーション装置、及びナビゲーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、ナビゲーション装置、及びナビゲーション方法に関する。

視覚障がい者が、盲導犬やサポーターや点字ブロック（登録商標）による案内等の補助なしに、安心して目的地にたどり着けるように補助する技術が存在する。例えば、特許文献１に記載の技術では、超音波センサを備えた杖に関する技術であり、超音波センサにより検出した周囲の障害物の情報をバイブレータによる振動で、当該杖の利用者に伝え、また、内部に備えるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）で音声によるナビゲーションを行う。

これに対して、人の歩行という観点に特化したナビゲーションの技術も存在する。例えば、特許文献２に記載の技術では、靴にナビゲーション機能を備えさせ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）やモータの回転による振動等を用いて、進むべき方向を案内する。

特開２００３−９３４５４号公報 特開２０００−４９０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、前方を探るために絶えず利用者が杖を動かす必要があり、センサを取り付けたとしても、それほど方向が安定しないため、障害物の検出は、利用者がどのように杖を使用するのかに依存している。方向を安定させるためには、利用者の身体に別のセンサをつける手法が考えられるが、利用者にとって煩わしくなるという問題がある。

また、特許文献２に記載の技術では、視覚障がい者は、そもそもＬＥＤを視認することができず、左右のいずれかを振動させて方向を指示するだけでは、漠然とした方向しか案内することができないという問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、視覚障がい者に対して、より明確に進行経路を伝え、安全に安心して目的地にたどり着かせることを可能とするナビゲーション装置、及びナビゲーション方法を提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、少なくともユーザの足裏に装着可能なナビゲーション装置であって、前記ユーザの進行経路を案内する案内情報を取得する案内情報取得部と、前記ユーザの現在位置を示す現在位置情報を取得する位置情報取得部と、前記案内情報と、前記現在位置情報とに基づいて、前記ユーザの足裏に対して、前記ユーザを前記進行経路に沿って誘導する触覚による刺激を与える出力部と、を有し、前記刺激とは、前記ユーザに対して警告を示す警告用ブロックの形状を前記ユーザの足裏に触覚させる刺激、または、前記ユーザに対して進行方向を示す誘導用ブロックの形状を前記ユーザの足裏に触覚させる刺激であり、前記出力部は、前記進行経路における進行方向にしたがって前記誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力し、前記進行経路において進行方向が変わることを通知する場合、前記警告用ブロックの形状に対応した刺激を出力した後、前記誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力することを特徴とするナビゲーション装置である。

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、障害物の有無を検出し、検出した前記障害物までの距離を測定するセンサ部を備え、前記案内情報取得部は、前記センサ部が、前記障害物が存在すると検出する場合、前記障害物までの距離と、前記現在位置情報とに基づいて、前記障害物を回避する新たな前記案内情報の生成を要求して、前記案内情報を取得するようにしてもよい。

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記案内情報取得部は、前記現在位置情報が、前記案内情報から外れた場合、前記現在位置情報と、前記案内情報が示す進行経路との位置関係に基づいて、前記ユーザを前記進行経路に戻すように、新たな前記案内情報の生成を要求して、前記案内情報を取得するようにしてもよい。

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、歩行が許可されている領域の情報を含む地図情報を取得する地図情報取得部を備え、前記出力部は、前記案内情報と、前記地図情報とに基づいて、歩行が許可されている領域で、前記ユーザの足裏に対して、前記ユーザを前記進行経路に沿って誘導する触覚による刺激を与えるようにしてもよい。

また、本発明の一態様は、少なくともユーザの足裏に装着可能なナビゲーション装置のコンピュータによるナビゲーション方法であって、案内情報取得部が、前記ユーザの進行経路を案内する案内情報を取得する案内情報取得ステップと、位置情報取得部が、前記ユーザの現在位置を示す現在位置情報を取得する位置情報取得ステップと、出力部が、前記案内情報と、前記現在位置情報とに基づいて、前記ユーザの足裏に対して、前記ユーザを前記進行経路に沿って誘導する触覚による刺激を与える出力ステップと、を実行するナビゲーション方法であり、前記刺激とは、前記ユーザに対して警告を示す警告用ブロックの形状を前記ユーザの足裏に触覚させる刺激、または、前記ユーザに対して進行方向を示す誘導用ブロックの形状を前記ユーザの足裏に触覚させる刺激であり、前記出力ステップにおいて、前記出力部が、前記進行経路における進行方向にしたがって前記誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力し、前記進行経路において進行方向が変わることを通知する場合には、前記警告用ブロックの形状に対応した刺激を出力した後、前記誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力するナビゲーション方法である。

この発明によれば、視覚障がい者に対して、より明確に進行経路を伝え、安全に安心して目的地にたどり着かせることが可能となる。

本発明の第１実施形態によるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。 同実施形態の警告用ブロックを示す図である。 同実施形態の誘導用ブロックを示す図である。 同実施形態のナビゲーション装置の誘導用ブロックの形状に対応した刺激の出力を示す図である。 同実施形態のナビゲーション装置の方向に傾きがある場合の誘導用ブロックの形状に対応した刺激の出力を示す図である。 同実施形態のナビゲーション装置の処理を示すフローチャートである。 同実施形態のナビゲーション装置による方向転換の処理を示す図である。 同実施形態のナビゲーション装置による障害物回避の処理（その１）示す図である。 同実施形態のナビゲーション装置による障害物回避の処理（その２）示す図である。 同実施形態のナビゲーション装置による障害物回避の処理（その３）示す図である。 同実施形態のナビゲーション装置による進行方向が変化した際の処理を示す図である。 同実施形態のナビゲーション装置による進行経路から外れた場合の処理を示す図（その１）である。 同実施形態のナビゲーション装置による進行経路から外れた場合の処理を示す図（その２）である。 本発明の第２実施形態によるナビゲーション装置の処理を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態によるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態によるナビゲーションシステム１の構成を示すブロック図である。ナビゲーションシステム１は、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂ、携帯端末装置２０、サーバ装置３０、通信ネットワーク４０を備える。

携帯端末装置２０は、例えば、スマートフォン等であり、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂを左右の足の各々に装着するユーザ（以下、歩行者という）の操作や当該ユーザをサポートする人の操作を受けて、無線網を通じて通信ネットワーク４０に接続し、通信ネットワーク４０を通じてサーバ装置３０との間で情報の送受信を行う。また、携帯端末装置２０は、ナビゲーション装置１０ａとの間で、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）（ブルートゥース）や、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ；ワイ・ファイ）などの近距離通信方式により、情報の送受信を行う。また、携帯端末装置２０は、ナビゲーション装置１０ａとサーバ装置３０との間の通信を中継する。通信ネットワーク４０は、例えば、インターネット網である。

サーバ装置３０は、通信部３１、経路演算部３２、地図情報記憶部３３を備える。通信部３１は、通信ネットワーク４０に接続され、携帯端末装置２０との間で情報の送受信を行う。また、通信部３１は、通信ネットワーク４０及び携帯端末装置２０を経由してナビゲーション装置１０ａとの間で情報の送受信を行う。地図情報記憶部３３は、案内する進行経路の演算に利用される緯度と経度の情報を含む地図情報を記憶する。経路演算部３２は、歩行者の操作を受けて携帯端末装置２０が送信する現在の位置情報及び目的地の位置情報と、地図情報記憶部３３に記憶されている地図情報とに基づいて、歩行者が現在の位置から目的地まで歩行する進行経路を算出する。また、経路演算部３２は、算出した進行経路の情報を含む案内情報を生成し、通信部３１を通じてナビゲーション装置１０ａに送信する。また、経路演算部３２は、ナビゲーション装置１０ａから、歩行者の現在の位置情報、目的地までの案内情報と、障害物までの距離と障害物の方向とを含む経路の再計算要求を受けた場合、障害物を回避する進行経路を算出して案内情報を生成する。

ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂは、例えば、人が左右の足のそれぞれに装着して歩行に用いる靴などの履物と一体として構成され、出力部１１、通信部１２、案内情報取得部１３、測位部１４ａ，１４ｂ、位置情報取得部１５、センサ１６ａ，１６ｂ、センサ部１７、記憶部１８を備える。各々の機能部は、相互に情報の入出力を行うように接続されている。通信部１２は、例えば、近距離通信方式により、携帯端末装置２０と通信し、さらに、携帯端末装置２０と通信ネットワーク４０を介してサーバ装置３０と通信する。出力部１１は、左右の履物のそれぞれに配置される中敷きと、進行経路にしたがって歩行者を誘導するように、当該中敷きを通じて、歩行者の足裏に対して、所定の形状を触覚により刺激させる出力を行う制御装置とから構成される。ここで、所定の形状とは、例えば、図２及び図３に示す点字ブロック（登録商標）の警告用ブロックや誘導用ブロックである。また、出力部１１は、記憶部１８に記憶されている案内情報に基づいて、左右の中敷きを通じて警告用ブロックの形状や誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力する。出力部１１の制御装置が、例えば、図１に示すように左足のかかとの部分に配置される場合、左足用の中敷きとは有線で接続され、右足用の中敷きとは、例えば、通信部１２を通じて、近距離通信等で接続される。なお、左足用の中敷きについても有線でなく、近距離通信等で接続されていてもよい。

案内情報取得部１３は、通信部１２を通じてサーバ装置３０が送信する案内情報を受信し、受信した案内情報を記憶部１８に書き込む。また、案内情報取得部１３は、進行経路の再計算が必要となった場合、再計算要求を、通信部１２を通じてサーバ装置３０に送信する。測位部１４ａ，１４ｂは、例えば、ＧＰＳやジャイロ等であり、それぞれ、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂの現在の位置情報を要求に応じて出力する。また、測位部１４ａ，１４ｂは、それぞれナビゲーション装置１０ａ，１０ｂを構成する履物のかかとからつま先に向けて伸ばした線分が示す方向（以下、それぞれナビゲーション装置１０ａの方向、ナビゲーション装置１０ｂの方向という）を検出する。ここで、検出する方向は、例えば、東西南北を基準とする方角や方位を検出するようにしてもよいし、予め定められる方向に対する角度を検出するようにしてもよい。

右足用のナビゲーション装置１０ｂに備えられる測位部１４ａは、近距離通信等により通信部１２を通じてナビゲーション装置１０ａの出力部１１や位置情報取得部１５に接続する。位置情報取得部１５は、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂの現在の位置情報を取得する。位置情報取得部１５が位置情報を取得する取得先としては、測位部１４ａまたは測位部１４ｂから取得してもよいし、通信部１２を通じて、携帯端末装置２０に備えられるＧＰＳから取得してもよい。

センサ１６ａ，１６ｂは、例えば、電波、音波、超音波、赤外線等を出力し、その反射波を受信する機器であり、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂの各々の図１に示す歩行者の前方を見通せる位置に取り付けられる。センサ１６ａ，１６ｂは、歩行者の進行方向の前方の一定角度、例えば、進行方向を中心として左右の４５度の領域をとる９０度、または、進行方向を中心として左右の６０度の領域をとる１２０度の角度に対して電波等を出力し、その反射波を受信してセンサ部１７に出力する。右足用のナビゲーション装置１０ｂに備えられるセンサ１６ｂは、近距離通信等により通信部１２を通じてセンサ部１７に接続する。

センサ部１７は、センサ１６ａ，１６ｂが出力する情報に基づいて、障害物の有無を検出する。このとき、予め設定した危険ではない範囲と考えられる一定距離以上、例えば、半径１０ｍ以上の情報は検出の対象とせず、破棄するようにしてもよい。また、センサ部１７は、上述した９０度または１２０度の一定角度の範囲内で物体を検知して、物体までの距離が予め定められる所定距離以内の場合、当該物体を障害物として検出する。また、センサ部１７は、障害物を検出した場合、障害物までの距離や障害物の方向を示す情報を含む障害物の検出情報を出力部１１に出力する。記憶部１８は、案内情報取得部１３によって書き込まれる案内情報などを記憶する。

図２及び図３を参照しつつ、出力部１１が形状に対応した刺激を出力する警告用ブロックと誘導用ブロックについて説明する。図２に示すように、警告用ブロックは、約５．５ｃｍ間隔の５×５の格子状の丸い点を触覚するように再現した突起の形状、または、当該突起の形状を感じさせる振動により生成される。図３に示すように、誘導用ブロックは、約７．４ｃｍ間隔の４本の線状を触覚するように再現した突起の形状、または、当該突起の形状を感じさせる振動により生成される。
なお、格子状の丸い点を触覚するように再現した突起の間隔、および線状を触覚するように再現した突起の間隔は、上記の間隔に限られるものではなく、適宜、変更がなされても構わない。また、格子状の丸い点を触覚するように再現した突起の大きさや個数、および線状を触覚するように再現した突起の太さや本数についても、図２および図３などに示す例に限られるものではなく、任意に設定可能である。
４本の線の水平方向、すなわち図３に示す場合、左右方向のいずれかの方向が進行方向となる。なお、図３に示す場合、左右のいずれかが進行方向であるかを示すために、例えば、進行方向に向かって下るような傾斜をつけて誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力したり、進行方向を示す波のような動きで誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力したりしてもよい。

図４及び図５は、測位部１４ｂが検出する右足用のナビゲーション装置１０ｂの方向が異なる場合に、案内情報が示す進行方向との関係で、出力部１１が形状に対応した刺激を出力する誘導用ブロックの形状が異なることを示す図である。図４及び図５において、符号１０ｂで示される領域が、ナビゲーション装置１０ｂを構成する履物の中敷きの領域である。図４及び図５において、矢印が進行方向を示している。図４の場合、ナビゲーション装置１０ｂの方向が、進行方向とほぼ同一であるため、中敷きに出力される形状は、図４のように、ナビゲーション装置１０ｂの方向と平行な線状の形状に対応した刺激が出力されることになる。これに対して、図５の場合、ナビゲーション装置１０ｂの方向が、進行方向から少し、右斜めに傾いているため、中敷きに出力される線状の形状の刺激も、その傾きに応じた分だけ傾いた形状の刺激が出力されることになる。出力部１１は、測位部１４ｂが出力するナビゲーション装置１０ｂの方向と、記憶部１８に記憶されている案内情報が示す進行方向とのに基づいて、進行方向を基準としたナビゲーション装置１０ｂの方向の傾きを求めて出力する形状の刺激を算出する。そして、出力部１１は、算出した形状を触覚により刺激させる出力を行う。

（歩行者の誘導処理）
図６は、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂによる処理を示すフローチャートである。図６に示す処理の前提として、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂのそれぞれを左右の足に装着して歩行する歩行者は、自らが携帯する携帯端末装置２０を、自ら、または補助する人が操作して、携帯端末装置２０が内部に備える現在の位置を示す現在位置情報と、目的地の位置情報とを含む経路検索要求を、通信ネットワーク４０を通じてサーバ装置３０に送信する。視覚障がい者である歩行者自らが携帯端末装置２０を操作する場合、音声等による入力手段が適用される。

サーバ装置３０の経路演算部３２は、通信部３１を通じて経路検索要求を受信すると、受信した経路検索要求から現在位置情報と、目的地の位置情報とを読み出し、地図情報記憶部３３から地図情報を読み出し、現在地から目的地までの進行経路を演算により算出する。経路演算部３２は、算出した進行経路を含む案内情報を生成し、生成した案内情報を、通信部３１を通じて、通信ネットワーク４０と携帯端末装置２０とを経由してナビゲーション装置１０ａに送信する。ナビゲーション装置１０ａの案内情報取得部１３は、通信部１２を通じて案内情報を受信し、受信した案内情報を記憶部１８に書き込んで、記憶させる。

出力部１１は、記憶部１８に記憶されている案内情報と、位置情報取得部１５が取得する現在の位置を示す現在位置情報と、測位部１４ａ，１４ｂが検出するナビゲーション装置１０ａ，１０ｂの方向の情報とに基づいて、誘導用ブロックの形状の刺激を出力する（ステップＳ１）。出力部１１は、予め定められる一定時間が経過したか否かを判定する。ここで、予め定められる一定時間とは、例えば、歩行者が一方の足で地面を踏んでから他方の足で地面を踏むまでの時間、すなわち誘導用ブロック、または警告用ブロックの形状に対応した刺激を出力する間隔である（ステップＳ２）。予め定められる一定時間が経過していないと判定した場合、出力部１１は、ステップＳ１の処理、すなわち誘導用ブロックの形状の刺激を出力する。一方、予め定められる一定時間が経過していると判定した場合、次に、出力部１１は、位置情報取得部１５が取得する現在位置情報と、記憶部１８に記憶されている案内情報とに基づいて、方向転換場所か否かを判定する（ステップＳ３）。

（方向転換処理）
方向転換場所であると判定した場合、出力部１１は、案内情報に基づいて、方向転換後の誘導方向を選択する（ステップＳ１２）。出力部１１は、進行方向が変わることを歩行者に示すための警告用ブロックの形状に対応した刺激を出力する（ステップＳ１３）。出力部１１は、方向転換後の進行方向を示す誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力する（ステップＳ１４）。

例えば、図７は、ステップＳ１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の処理の流れを示しており、歩行者が図７の左から右方向に歩いて行くと、警告用ブロック１００の位置で上方向に進行方向が変化する。出力部１１は、ステップＳ１２の処理として、方向転換後の誘導方向を上向きとして選択する。方向転換する場所に足を踏み入れる場合、出力部１１は、ステップＳ１３の処理として、警告用ブロック１００の形状に対応した刺激を出力して歩行者を立ち止まらせて、ステップＳ１４の処理として、上方向へ誘導する誘導用ブロック１００ａを出力する。

（障害物回避処理）
図６に戻り、ステップＳ３において、方向転換場所でないと判定した場合、出力部１１は、障害物が検出されているか否かを判定する。具体的には、出力部１１は、センサ部１７から、障害物の検出情報を受けているか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、障害物とは、例えば、歩道を通行する他の歩行者や自転車等の動的障害物、階段及びエスカレータの段差や信号機・車両進入禁止ポール等の静的障害物等がある。出力部１１は、障害物の検出情報を受けている場合、障害物の検出情報に含まれる障害物までの距離や障害物の方向の情報を読み出す。出力部１１は、読み出した障害物までの距離や障害物の方向の情報と、記憶部１８に記憶される案内情報が示す進行方向と、位置情報取得部１５が取得した現在位置情報とに基づいて、当該障害物が回避する必要性のある距離や方向に存在するか否かを判定する（ステップＳ５）。

出力部１１は、当該障害物が回避する必要性のある距離や方向に存在すると判定した場合、案内情報取得部１３に、障害物までの距離や障害物の方向の情報と、記憶部１８に記憶される案内情報と、位置情報取得部１５が取得した現在位置情報とを出力する。案内情報取得部１３は、障害物までの距離や障害物の方向の情報と、案内情報と、現在位置情報とを含む障害物を回避する進行経路の再計算要求を、通信部１２を通じてサーバ装置３０に送信する（ステップＳ６）。

サーバ装置３０の経路演算部３２は、通信部３１を通じて障害物を回避する進行経路の再計算要求を受信すると、再計算要求に含まれている障害物までの距離や障害物の方向の情報と、案内情報と、現在位置情報と、地図情報記憶部３３に記憶されている地図情報とに基づいて、障害物を回避する進行経路を算出する。経路演算部３２は、算出した進行経路を含む案内情報を、通信部３１を通じてナビゲーション装置１０ａに送信する。ナビゲーション装置１０ａの案内情報取得部１３は、通信部１２を通じて障害物を回避する進行経路を含む案内情報を受信し、受信した案内情報を記憶部１８に書き込んで記憶させる（ステップＳ７）。その後、出力部１１は、新たに記憶部１８に書き込まれた案内情報と、位置情報取得部１５が取得する現在位置情報とに基づいて、ステップＳ１２以降の処理を実行する。

例えば、図８及び図９は、進行経路上に障害物２００が存在する場合に、障害物２００を回避する進行経路を経路演算部３２が算出し、算出した進行経路を含む案内情報にしたがって、歩行者を誘導する処理を示す図である。例えば、図面の下から上の方向にナビゲーション装置１０ａ，１０ｂを足に装着した歩行者が歩行している場合、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂのセンサ部１７は、センサ１６ａ，１６ｂが出力する情報にしたがって、前方に障害物２００を検出し、検出した障害物２００までの距離や障害物の方向を示す情報を含む障害物の検出情報を出力部１１に出力する。ステップＳ４において、出力部１１が、センサ部１７から障害物２００の検出情報を受けていることにより、障害物２００が検出されたと判定し、また、ステップＳ５において、出力部１１が、当該障害物は、回避が必要であると判定する。ステップＳ６、Ｓ７において経路演算部３２により障害物を回避する進行経路が算出され、当該進行経路を含む案内情報が、記憶部１８に記憶される。

図８に示す例では、出力部１１は、記憶部１８に記憶されている案内情報にしたがって、ステップＳ１３の処理により警告用ブロック１０１の形状に対応した刺激を出力する。出力部１１は、当該警告用ブロック１０１の形状に対応した刺激を出力した後、ステップＳ１４の処理により右方向に歩行者を誘導する誘導用ブロック１０１ａの形状に対応した刺激を出力する。出力部１１は、ステップＳ１の処理による誘導用ブロック１０２の形状に対応した刺激を出力して、右方向に歩行者を誘導した後、ステップＳ３を経てステップＳ１３において警告用ブロック１０３の形状に対応した刺激を出力した後に、上方向への誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力する。

その後、ステップＳ１の処理により、出力部１１は、誘導用ブロック１０４，１０５，１０６の形状に対応した刺激を出力し、ステップＳ３を経由してステップＳ１３において警告用ブロック１０７の形状に対応した刺激を出力した後、ステップＳ１４において左方向への誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力する。再び、ステップＳ１の処理において、出力部１１は、誘導用ブロック１０８の形状に対応した刺激を出力し、ステップＳ３を経由してステップＳ１３において警告用ブロック１０９の形状に対応した刺激を出力した後、ステップＳ１４において上方向への誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力する。

このようにして、障害物２００が存在する場合、サーバ装置３０の経路演算部３２に要求して進行経路を再計算させて新しい案内情報を生成し、生成した案内情報により歩行者を誘導することで、障害物２００を回避することができる。

また、図９は、図８の例よりも短い距離で同じ障害物２００を回避する進行経路を示した図である。地面に物理的に配置する警告用ブロックや誘導用ブロックでは、図８に示すように上下左右の方向に警告用ブロックや誘導用ブロックを配置していくのが一般的である。これに対して、図９の例では、斜め方向に誘導する。出力部１１は、記憶部１８に記憶されている案内情報にしたがって、ステップＳ１３の処理により警告用ブロック１１０を出力する。

出力部１１は、当該警告用ブロック１１０の形状に対応した刺激を出力した後、ステップＳ１４の処理により斜め右上方向に歩行者を誘導する誘導用ブロック１１０ａの形状に対応した刺激を出力する。出力部１１は、ステップＳ１の処理による誘導用ブロック１１１，１１２の形状に対応した刺激を出力して、斜め右上方向に歩行者を誘導した後、ステップＳ３を経てステップＳ１３において警告用ブロック１１３の形状に対応した刺激を出力した後に、ステップＳ１４の処理により斜め左上方向の誘導用ブロック１１３ａの形状に対応した刺激を出力する。その後、ステップＳ１の処理により、出力部１１は、誘導用ブロック１１４，１１５の形状に対応した刺激を出力し、ステップＳ３を経由してステップＳ１３において警告用ブロック１１６の形状に対応した刺激を出力した後、ステップＳ１４の処理により上方向への誘導用ブロック１１６ａの形状に対応した刺激を出力する。このようにして、斜め方向へ歩行者を誘導することで図８の例よりも短い距離で障害物２００を回避することができる。

なお、図８及び図９の処理において、障害物２００を回避する際に、回避する前の案内情報を記憶部１８から削除せずにそのまま記憶させておく。そして、図１０に示すように、出力部１１は、再計算後の障害物２００を回避する進行経路を含む案内情報に基づいて歩行者を誘導して障害物から回避させて、歩行者の位置が、回避する前の案内情報に含まれる進行経路の位置４００に一致した場合、元の進行経路に戻ったことを歩行者に通知するために、例えば、短い間隔で、複数回、警告用ブロックの形状に対応した刺激を両足に出力させて知らせるようにしてもよい。

（変化した進行方向の修正処理）
図６に戻り、ステップＳ４において、出力部１１がセンサ部１７から障害物の検出情報を受けてないと判定した場合、また、ステップＳ５において、出力部１１が、当該障害物は回避する必要がないと判定した場合、ステップＳ８に進む。図５を参照しつつ説明したように、出力部１１は、測位部１４ａ，１４ｂが出力するナビゲーション装置１０ａ，１０ｂの方向にしたがって、誘導用ブロックの線状の形状を変化させて刺激を出力しており、出力ごとにナビゲーション装置１０ａ，１０ｂの方向を記憶部１８に書き込んで記憶させる。出力部１１は、例えば、図１１に示すように、既に誘導用ブロックの形状の刺激を出力している左足のナビゲーション装置１０ａの方向と、次に誘導用ブロックの形状の刺激を出力する右足のナビゲーション装置１０ｂの方向とに基づいて、歩行者の進行方向が変化したか否かを判定する（ステップＳ８）。出力部１１は、例えば、ナビゲーション装置１０ｂの方向と、ナビゲーション装置１０ａとの方向との違いが、予め定められる範囲内であれば、進行方向が変化してないと判定し、予め定められる範囲を超えていれば、進行方向が変化したとして判定する。進行方向が変化していないと判定した場合、ステップＳ２からの処理に戻る。

進行方向が変化していると判定した場合、出力部１１は、歩行者が進行経路から外れたか否かを判定する（ステップＳ９）。進行経路から外れたか否かは、位置情報取得部１５が取得する歩行者の現在位置情報と、案内情報に含まれる進行経路の領域３００とに基づいて判定する。例えば、図１２に示すように、両足のナビゲーション装置１０ａ，１０ｂが進行経路から完全に外れてしまっている場合に、出力部１１は、歩行者が、進行経路から外れたと判定する。出力部１１は、歩行者が進行経路から外れていると判定した場合、図１２に示すように、誘導用ブロックの形状に対応した刺激の出力を停止する（ステップＳ１０）。これにより、歩行者に進行経路から外れたことを通知する（認識させる）ことができ、歩行者を停止させる、あるいは進行経路に戻るように気付かせることができる。

出力部１１は、歩行者が進行経路から外れていないと判定した場合、位置情報取得部１５が取得する歩行者の現在位置情報と、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂの方向と、案内情報に含まれる進行経路の情報とに基づいて、進行経路に戻すように誘導方向の再計算を行う（ステップＳ１１）。出力部１１は、再計算した誘導方向を選択し（ステップＳ１２）、警告用の形状に対応した刺激ブロックの形状に対応した刺激を出力して（ステップＳ１３）、誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力する（ステップＳ１４）。

例えば、図１１のように進行経路の領域３００から外れていないが、右足のナビゲーション装置１０ｂの方向が、左足のナビゲーション装置１０ａの方向からずれた場合、右足のナビゲーション装置１０ｂに出力する誘導用ブロック１２２の線状の形状に対応した刺激を、ナビゲーション装置１０ｂの傾き分を戻すような傾きで出力する。これに対して、図１２に示すように、歩行者が進行経路の領域３００から外れたと判定した場合、図１３に示すように進行経路の領域３００に戻れるような方向で誘導用ブロック１３０，１３１の形状に対応した刺激をそれぞれ左足のナビゲーション装置１０ａと、右足のナビゲーション装置１０ｂとに出力する。進行経路の領域３００に戻るまでは、ステップＳ２からの処理が繰り返され、これによって進行経路に歩行者を戻すことができる。

上記の第１実施形態の構成により、歩行者の左右の足にそれぞれ装着可能なナビゲーション装置１０ａ，１０ｂにおいて、案内情報取得部１３が、サーバ装置３０から歩行者の進行経路を案内する案内情報を取得し、取得した案内情報を記憶部１８に書き込んで記憶させる。位置情報取得部１５は、歩行者の現在位置を示す現在位置情報を取得する。出力部１１は、記憶部１８に記憶されている案内情報と、現在位置情報とに基づいて、歩行者の足裏に対して、進行経路に沿って誘導する触覚による刺激を与える。
これにより、視覚障がい者を、足裏に感じる刺激にしたがって誘導して歩行させ、現在地から目的地まで到達させることが可能となる。したがって、視覚障がい者に対して、より明確に進行経路を伝え、安全に安心して目的地にたどり着かせることが可能となる。また、第１に実施形態に係るナビゲーション装置１０ａ，１０ｂは、視覚障がい者に対してだけでなく健常者に対しても、自身の手による操作（例えば、ナビゲーション用のアプリケーションの操作）などを必要とすることなく、足裏に感じる刺激により明確に進行経路を伝えて当該健常者を誘導し、現在地から目的地まで到達させることができる。
また、進行経路に沿って誘導する触覚による刺激とは、歩行者に対して警告を示す警告用ブロックの形状を足裏に触覚させる刺激、または、歩行者に対して進行方向を示す誘導用ブロックの形状を足裏に触覚させる刺激である。
これにより、歩行者は、従来から存在する点字ブロック（登録商標）の触覚を足裏に感じることができ、従来から慣れ親しんだ感覚で、進行経路に沿って誘導されて目的地まで到達することが可能となる。

（第２実施形態）
図１４は、本発明の第２実施形態によるナビゲーション装置１０ａ，１０ｂの処理を示すフローチャートである。図６に示す第１実施形態の処理と異なる点は、ステップＳ１１を、ステップＳ１１−１とステップＳ１１−２に置き換えた点である。第１実施形態の図６に示すステップＳ１１の処理では、出力部１１が、誘導方向の再計算を行っている。これに対して、第２実施形態では、サーバ装置３０の経路演算部３２に進行経路の再計算をさせる構成としている。

出力部１１が、記憶部１８に記憶されている案内情報と、現在位置情報とを案内情報取得部１３に出力し、案内情報取得部１３が、通信部１２を通じて案内情報と現在位置情報とを含む再計算要求をサーバ装置３０に送信する（ステップＳ１１−１）。サーバ装置３０の経路演算部３２は、案内情報と現在位置情報と、地図情報記憶部３３に記憶されている地図情報と、に基づいて現在位置から元の目的地に到達できる進行経路を算出し、算出した進行経路を含む案内情報を生成する。経路演算部３２は、生成した案内情報を、通信部３１を通じてナビゲーション装置１０ａに送信する。ナビゲーション装置１０ａの案内情報取得部１３は、案内情報を受信し、受信した案内情報を記憶部１８に書き込んで記憶させる（ステップＳ１１−２）。

上記の第２実施形態の構成により、歩行者が進行経路から外れてしまった場合であっても、サーバ装置３０の経路演算部３２に目的地までの新たな進行経路を再計算させ、新たな進行経路を含んだ案内情報に基づいて、出力部１１が歩行者を誘導することが可能となる。
なお、歩行者が進行経路から外れた距離が短い、すなわち予め定められる距離以下の場合に、第１実施形態のステップＳ１１を適用し、外れた距離が長い、すなわち予め定められる距離を超える場合に、第２実施形態を適用するようにしてもよい。

（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態によるナビゲーションシステム１ａの構成を示すブロック図である。第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。サーバ装置３０ａは、地図情報読出部３４を備える。地図情報読出部３４は、通信部３１を通じて地図情報取得要求を受信した場合、地図情報記憶部３３から地図情報を読み出し、読み出した地図情報を、通信部３１を通じて送信する。ナビゲーション装置１０Ａは、出力部１１ａと、地図情報取得部１９を備える。地図情報取得部１９は、通信部１２を通じてサーバ装置３０に地図情報の取得要求を送信し、応答として受信する地図情報を記憶部１８に書き込んで記憶させる。当該地図情報には、歩行者の歩行が許可されている領域、例えば、歩道等と、歩行者の歩行が許可されていない領域、例えば、車道等を示す情報が含まれている。

出力部１１ａは、記憶部１８に記憶されている案内情報の進行経路に基づいて、図６の処理を行って歩行者を誘導する。当該処理において、出力部１１ａは、例えば、ステップＳ８の進行方向が変化した場合、ステップＳ１１において誘導方向の再計算を行う場合、記憶部１８に記憶されている地図情報を参照し、歩行が許可されている領域内で誘導方向の再計算を行う。

上記の第３実施形態の構成により、進行方向が変化した場合、出力部１１ａは、歩行が許可されていない場所に歩行者を誘導しないように、歩行が許可された場所の範囲内で誘導方向の再計算を行うことができる。

また、上記の第３実施形態の変形例として、第２実施形態の処理を適用してもよい。例えば、進行方向が変化した場合、ステップＳ１１−１及びＳ１１−２において、サーバ装置３０ａの経路演算部３２に進行経路を再計算させる際に、歩行が許可されていない場所に歩行者を誘導しないように、歩行が許可された場所の範囲内で進行経路を再計算させるようにしてもよい。

また、上記の第１から第３実施形態において、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂ、１０Ａは、履物と一体として構成する物として説明しているが、本発明は、当該実施の形態に限られない。例えば、中敷き部分のみで、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂ、１０Ａを構成するようにしてもよく、この場合、当該中敷きの中に制御装置が備えられ、当該中敷きが履物の中に敷かれて、センサ１６ａ，１６ｂを履物に取り付けて利用することになる。また、第１から第３実施形態のように、出力部１１、１１ａを中敷きとせずに、靴底自体が、ユーザの足裏に対して、触覚による刺激を与えるように構成してもよい。

また、上記の第１から第３実施形態において、センサ１６ａ，１６ｂは、例えば、音波や電波としていたが、ソナー、ビーコン、画像や動画を取得する影像装置などであってもよく、ソナーやビーコンの場合、センサ部１７は、ソナーやビーコンの反射波を解析して障害物の有無を検出する。画像や動画を取得する影像装置の場合、センサ部１７は、画像や動画を解析して障害物の有無を検出する。

また、上記の第１から第３実施形態において、センサ部１７は、上述した９０度または１２０度の一定角度の範囲内で物体を検知して、障害物までの距離と、障害物の方向を出力している。サーバ装置３０の経路演算部３２は、障害物までの距離と、障害物の方向の情報と、案内情報と、現在位置情報とに基づいて、障害物を回避する進行経路の再計算を行っている。しかしながら、本発明は、当該実施の形態に限られず、障害物の方向は、進行方向上に存在すると仮定し、経路演算部３２による計算に障害物の方向の情報を適用しなくてもよく、また、センサ部１７が障害物の方向を検出しないようにしてもよい。

また、上記の第１から第３実施形態において、センサ部１７は、上述した９０度または１２０度の一定角度の範囲内で物体を検知して、物体までの距離が予め定められる所定距離以内の場合、当該物体を障害物として検出する構成にしているが、本発明は、当該実施の形態に限られない。例えば、一定角度の範囲外であっても、継続した動きから範囲内への移動してくる物体を検知した場合、当該物体については、次回の計測のタイミングで予測される距離や方向などを算出し、算出した距離や方向を用いて経路演算部３２が、障害物を回避する再計算の処理を実行するようにしてもよい。

また、上記の第１から第３実施形態において、図６及び図１４のステップＳ９の処理において、出力部１１が判定する歩行者が進行経路から外れたか否かを判定する基準として、図１２に示すように両足が進行経路の領域３００から外れた状態としているが、本発明は、当該実施の形態に限られない。例えば、いずれか一方の片足だけが外れた状態を、進行経路から外れたと判定する基準としてもよい。この場合、出力部１１，１１ａは、外れた方の足の足裏のみに対してステップＳ１０の誘導用ブロックの形状に対応した刺激の出力を停止し、ステップＳ１１の誘導方向再計算において、進行経路から外れた方の足の足裏のみに対して、元の進行経路に戻す誘導方向の誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力することになる。また、出力部１１は、進行経路に残っている方の足の足裏に対して、他方の足の足裏が進行経路からずれたことを知らせる通知、すなわち、予め定められる振動パターンの刺激などを出力して、他方の足を進行経路に戻すように促す（気付かせる）ようにしてもよい。

また、上記の第１から第３実施形態において、図６及び図１４のステップＳ９の処理において進行経路から外れていないと判定された場合、進行経路が変化しているだけであるため、歩行者に特に警告を行う必要がないため、ステップＳ１３の警告用ブロック形状に対応した刺激の出力はなくてもよい。

また、上記の第１から第３実施形態において、図１０を参照して説明したように、障害物２００を回避して元の進行経路に戻った場合、戻ったことを歩行者に通知するために出力部１１が、短い間隔で、複数回、警告用ブロックの形状に対応した刺激を両足に出力させて知らせるようにしているが、本発明は、当該実施の形態に限られない。例えば、左と右のナビゲーション装置１０ａ，１０ｂで交互に警告用ブロックを出すような通知パターンを適用してもよい。また、障害物の回避ではなく、ステップＳ９の判定により進行経路から外れてしまった場合であって、元の進行経路に戻ったときには、障害物を回避して元の進行経路に戻ったときに行う通知パターンと異なる通知パターンで通知するようにしてもよい。

また、上記の第１から第３実施形態において、図１１において、出力部１１は、右足のナビゲーション装置１０ｂの方向と、左足のナビゲーション装置１０ａの方向との違いによって進行方向が変化したか否かを判定しているが、本発明は、当該実施の形態に限られない。例えば、左足用と右足用のナビゲーション装置１０ａ，１０ｂの各々において、１つ前の方向を記憶部１８に記憶させておき、左足用のナビゲーション装置１０ａについては１つ前の左足用のナビゲーション装置１０ａの方向と比較し、右足用のナビゲーション装置１０ｂについては１つ前の右足用のナビゲーション装置１０ｂの方向と比較するようにしてもよい。

また、上記の第１から第３実施形態において、ナビゲーションシステム１，１ａは、ナビゲーション装置１０ａ，１０ｂ，１０Ａと、サーバ装置３０，３０ａと、携帯端末装置２０と、通信ネットワーク４０とを備える構成となっているが、例えば、サーバ装置３０、３０ａの構成を携帯端末装置２０に含めるような構成であってもよいし、サーバ装置３０、３０ａと携帯端末装置２０の構成を全てナビゲーション装置１０ａ，１０ｂ，１０Ａに含めるような構成であってもよい。

上述した第１から第３実施形態におけるナビゲーション装置１０ａ，１０ｂ，１０Ａをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ ナビゲーションシステム
１０ａ，１０ｂ ナビゲーション装置
１１ 出力部
１２ 通信部
１３ 案内情報取得部
１４ａ，１４ｂ 測位部
１５ 位置情報取得部
１６ａ，１６ｂ センサ
１７ センサ部
１８ 記憶部
２０ 携帯端末装置
３０ サーバ装置
３１ 通信部
３２ 経路演算部
３３ 地図情報記憶部
４０ 通信ネットワーク

Claims (5)

1. 少なくともユーザの足裏に装着可能なナビゲーション装置であって、
   前記ユーザの進行経路を案内する案内情報を取得する案内情報取得部と、
   前記ユーザの現在位置を示す現在位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記案内情報と、前記現在位置情報とに基づいて、前記ユーザの足裏に対して、前記ユーザを前記進行経路に沿って誘導する触覚による刺激を与える出力部と、を有し、
   前記刺激とは、前記ユーザに対して警告を示す警告用ブロックの形状を前記ユーザの足裏に触覚させる刺激、または、前記ユーザに対して進行方向を示す誘導用ブロックの形状を前記ユーザの足裏に触覚させる刺激であり、
   前記出力部は、
   前記進行経路における進行方向にしたがって前記誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力し、
   前記進行経路において進行方向が変わることを通知する場合、前記警告用ブロックの形状に対応した刺激を出力した後、前記誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力する
   ことを特徴とするナビゲーション装置。
2. 障害物の有無を検出し、検出した前記障害物までの距離を測定するセンサ部を備え、
   前記案内情報取得部は、
   前記センサ部が、前記障害物が存在すると検出する場合、前記障害物までの距離と、前記現在位置情報とに基づいて、前記障害物を回避する新たな前記案内情報の生成を要求して、前記案内情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
3. 前記案内情報取得部は、
   前記現在位置情報が、前記案内情報から外れた場合、前記現在位置情報と、前記案内情報が示す進行経路との位置関係に基づいて、前記ユーザを前記進行経路に戻すように、新たな前記案内情報の生成を要求して、前記案内情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のナビゲーション装置。
4. 歩行が許可されている領域の情報を含む地図情報を取得する地図情報取得部を備え、
   前記出力部は、
   前記案内情報と、前記地図情報とに基づいて、歩行が許可されている領域で、前記ユーザの足裏に対して、前記ユーザを前記進行経路に沿って誘導する触覚による刺激を与える
   ことを特徴とする請求項１から３いずれか１つに記載のナビゲーション装置。
5. 少なくともユーザの足裏に装着可能なナビゲーション装置のコンピュータによるナビゲーション方法であって、
   案内情報取得部が、前記ユーザの進行経路を案内する案内情報を取得する案内情報取得ステップと、
   位置情報取得部が、前記ユーザの現在位置を示す現在位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
   出力部が、前記案内情報と、前記現在位置情報とに基づいて、前記ユーザの足裏に対して、前記ユーザを前記進行経路に沿って誘導する触覚による刺激を与える出力ステップと、を実行するナビゲーション方法であり、
   前記刺激とは、前記ユーザに対して警告を示す警告用ブロックの形状を前記ユーザの足裏に触覚させる刺激、または、前記ユーザに対して進行方向を示す誘導用ブロックの形状を前記ユーザの足裏に触覚させる刺激であり、
   前記出力ステップにおいて、
   前記出力部が、前記進行経路における進行方向にしたがって前記誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力し、前記進行経路において進行方向が変わることを通知する場合には、前記警告用ブロックの形状に対応した刺激を出力した後、前記誘導用ブロックの形状に対応した刺激を出力する
   ナビゲーション方法。

Images