JP7418029B2 - 誘導支援装置及び履物 - Google Patents

Description

本発明は、履物に用いる誘導支援装置、誘導支援装置を含む誘導支援システム、及び履物に関し、特にユーザに対して目的地までのナビゲーションを提供する技術に関する。

従来、利用者の歩行による移動を補助するためのナビゲーションシステムが種々提案さている。例えば、特許文献１には、利用者の頭部に装着されて目的地までのルート案内を提供するメガネ型のナビゲーションシステムが提案されている。

特開２０１７－１５４８５号公報

上記の技術は、ユーザがメガネ型のウェアラブル装置を装着することにより、その装置にナビゲーション情報を表示させたり、音声によってユーザに情報を提示させたりするものである。しかしながら、視覚障害を持つユーザは日常的にメガネ等を装着する習慣がない場合があり、また、視覚の健常者であっても日常的にメガネを装着する習慣のないユーザが存在する。そのようなユーザにとっては、ナビゲーションのためにウェアラブル装置を装着するのは煩雑に感じられる場合がある。

本願の発明者は、移動時にはユーザは何らかの履物を装着することに着目し、ユーザの足にナビゲーション情報を提示することによってユーザが感じる煩雑さを低減できる可能性を認識した。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ユーザの足にナビゲーション情報を提示するための技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、履物に挿入して用いる誘導支援装置である。この誘導支援装置は、前記誘導支援装置のユーザの足部における複数の箇所にそれぞれ振動を発生させるための複数の振動発生部材と、現在位置を取得する位置取得部と、前記現在位置から目的地に至るまでの経路を取得する経路取得部と、前記経路の現在位置における経路パターンがあらかじめ定められた複数のパターンのうちのいずれか一つのパターンに当てはまることを条件として、当該一つのパターンに対応する組み合わせで前記振動発生部材を振動させる振動制御部と、を備える。

前記位置取得部は、航法衛星から受信した航法信号に基づいて測位位置を取得する測位位置取得部と、前記経路を含む地図情報を取得する地図取得部と、前記地図情報に存在する基点位置を基準とする相対位置を推定する位置推定部と、前記相対位置を用いて前記測位位置を修正することにより、前記現在位置を算出する位置修正部と、を備えてもよく、前記誘導支援装置は、前記履物の周囲の物体までの距離を測定する測距部と、をさらに備えてもよく、前記位置推定部は、前記地図情報に含まれる測距対象物体の情報と、前記測距部が測定した距離とに基づいて、前記基点位置を更新してもよい。

前記振動制御部は、前記測距部が測距対象物体を検出できない場合、前記ユーザに停止を促すように定められた組み合わせで前記振動発生部材を振動させてもよい。

前記誘導支援装置は、前記目的地の設定を受け付ける目的地受付部と、あらかじめ前記地図情報に設定されている複数の区画領域と、区画領域毎に定められた前記測距対象物体の情報とを紐づけて格納する測距対象物体データベースを参照して、前記目的地が含まれる区画領域に紐づけられた測距対象物体の情報を取得する測距対象取得部と、をさらに備えてもよい。

前記測距部は、前記ユーザのかかとに位置するように設けられていてもよい。

前記誘導支援装置は、前記ユーザの両足のうちいずれか一方の足に装着して用いられる第１誘導支援装置であってもよく、前記第１誘導支援装置が備える計測部のセンサが取得した情報である第１センサ情報と、前記ユーザの両足のうちの他方の足に装着して用いられる第２誘導支援装置が備える計測部のセンサが取得した情報である第２センサ情報とを取得するセンサ情報取得部と、前記第１センサ情報と前記第２センサ情報との相違を解析して、前記第１誘導支援装置が備える計測部と前記第２誘導支援装置が備える計測部との少なくともいずれか一方の故障を検知する故障検知部と、前記故障が検知されたことを前記第２誘導支援装置に通知する故障通知部と、をさらに備えてもよい。

前記故障通知部は、前記故障が検知されたことを契機として、前記誘導支援装置と通信可能な携帯端末を介してあらかじめ登録されている通知先に通知してもよい。

前記振動制御部は、前記故障が検知された場合、前記ユーザに停止を促すように定められた組み合わせで前記振動発生部材を所定の時間振動を継続させた後、前記振動発生部材の振動を停止させてもよい。

本発明の第２の態様は履物である。この履物は、ユーザの足部における複数の箇所にそれぞれ振動を発生させるための複数の振動発生部材と、現在位置を取得する位置取得部と、前記現在位置から目的地に至るまでの経路を取得する経路取得部と、前記現在位置における前記経路に含まれる経路パターンがあらかじめ定められた複数のパターンのうちのいずれか一つのパターンに当てはまることを条件として、当該一つのパターンに対応する組み合わせで前記振動発生部材を振動させる振動制御部と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ユーザの足にナビゲーション情報を提示することができる。

実施の形態に係るナビゲーションシステムの概要を模式的に示す図である。 実施の形態に係るインソールの機能構成を模式的に示す図である。 実施の形態に係る振動制御部が参照するパターンデータベースのデータ構造を模式的に示す図である。 実施の形態に係る計測部が備える各種センサの一例を模式的に示す図である。 実施の形態に係る位置推定部が実行する位置修正処理を説明するための図である。 実施の形態に係る測距対象物体データベースのデータ構造を模式的に示す図である。 実施の形態に係る故障管理部の機能構成を模式的に示す図である。 実施の形態に係るインソールが実行する振動発生制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。 実施の形態の第６の変形例に係る誘導支援装置を説明するための模式図である。 実施の形態の第７の変形例に係る携帯端末の機能構成を模式的に示す図である。

＜実施の形態の概要＞
図１（ａ）－（ｂ）は、実施の形態に係るナビゲーションシステムＳの概要を模式的に示す図である。具体的には、図１（ａ）は実施の形態に係るナビゲーションシステムＳの全体構成を示す模式図であり、図１（ｂ）は実施の形態に係る誘導支援装置１の全体構成を示す模式図である。図１（ｂ）に示す実施の形態に係る誘導支援装置１の例は、インソールの形状をしている。したがって、以下本明細書において、誘導支援装置１を「インソール１」とも記載する。

図１（ａ）に示すように、実施の形態に係るナビゲーションシステムＳは、靴等の履物（不図示）に用いるためのインソール１（右足用、左足用は不図示）と、インソール１と通信可能な携帯端末Ｔとを含む。インソール１は航法衛星Ｇから航法信号を受信したり、携帯端末Ｔと無線通信したりするための通信部を備えている。携帯端末Ｔは、例えば既知のスマートホンであり、インソール１と同様に航法衛星Ｇから航法信号を受信することができる。

インソール１は、いわゆる靴の中敷きとしての機能を有し、履物に挿入されて用いられる。図１（ａ）において、インソール１が挿入された履物を履いているユーザＵの足は破線で示されている。図１に示す例では、インソール１が挿入された履物をユーザＵが履くと、インソール１はユーザの足の裏、足の甲、かかと等に接触するように形成されている。

インソール１は、インソール１を利用するユーザＵの足部における複数の箇所にそれぞれ振動を発生させるための複数の振動発生部材２を備えている。図１（ｂ）は、インソール１が第１振動発生部材２ａから第６振動発生部材２ｆまでの６つの振動発生部材２を備える場合の例を示しているが、振動発生部材２の数は６つに限られない。振動発生部材２は、ユーザＵの足部の表皮に振動を発生させることができればどのようなものでもよく、例えばモータやＥＭＳ（Electrical Muscle Stimulation）を用いて実現できる。

インソール１は、各振動発生部材２の動作を制御するための処理装置３も備えている。処理装置３は、例えばフレキシブル基板等に実装されたマイコンであり、振動発生部材２を用いてユーザＵの表皮に振動を発生させたり、振動を停止させたりすることができる。

実施の形態に係るインソール１は、振動発生部材２を用いてユーザＵの足部の表皮に振動を発生させることでユーザＵが進むべき方向を提示する。ユーザＵが携帯端末Ｔを介してインソール１に目的地を入力すると、インソール１は、ユーザＵの現在地（すなわち、インソール１の現在地）から目的地までの経路を取得し、ナビゲーションを開始する。インソール１は、取得した経路を移動中のユーザＵが、例えば右折したり、階段を上ったりする等の動作の必要が生じたタイミングで、振動発生部材２に振動を発生させる。

このとき、インソール１は、ユーザＵが取るべき動作のパターンに応じて、振動発生部材２に発生させる振動のパターンを変更する。例えば、ユーザＵが右折する必要がある場合、インソール１は、ユーザＵの足部の右側に配置された振動発生部材２のみを振動させる。あるいは、ユーザＵが階段を上る必要がある場合、インソール１は、ユーザＵの足部の甲側に配置された振動発生部材２のみを振動させる。このように、インソール１は、複数の振動発生部材２に発生させる振動のパターンを変えることにより、ユーザＵの足部にナビゲーション情報を提示することができる。なお、図１（ｂ）に示すように、インソール１は、ユーザＵのかかとに位置するように設けられた測距部４も有するが、その詳細は後述する。

＜実施の形態に係るインソール１の機能構成＞
図２は、実施の形態に係るインソール１の機能構成を模式的に示す図である。インソール１は、複数の振動発生部材２、処理装置３、測距部４、及び計測部５を備える。処理装置３は、記憶部３０、通信部３１、電源３２、及び制御部３３を備える。図２において、矢印は主なデータの流れを示しており、図２に示していないデータの流れがあってもよい。図２において、各機能ブロックはハードウェア（装置）単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。そのため、図２に示す機能ブロックは単一の装置内に実装されてもよく、あるいは複数の装置内に分かれて実装されてもよい。

記憶部３０は、処理装置３を実現するコンピュータのＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）や処理装置３の作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）、ＯＳ（Operating System）やアプリケーションプログラム、当該アプリケーションプログラムの実行時に参照される種々の情報を格納する記憶装置である。

通信部３１は、処理装置３が外部の装置との間で信号をやりとりするためのインタフェースである。具体的には、通信部３１は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の既知の無線通信モジュール及びＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System；全球測位衛星システム）受信モジュールを用いて実現できる。以下、実施の形態に係る処理装置３が外部の装置と通信する場合は通信部３１を介して通信することを前提としてその記載を省略する。

電源３２は、処理装置３を駆動するための電力を供給する。電源３２は、例えばリチウムイオン二次電池等の既知の電池を用いて実現でき、また非接触で充電するための機構も備えている。

制御部３３は、処理装置３のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサであり、記憶部３０に記憶されたプログラムを実行することによって位置取得部３３０、経路取得部３３１、振動制御部３３２、目的地受付部３３３、測距対象取得部３３４、及び故障管理部３３５として機能する。なお、処理装置３の各部は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のようなハードウェアで実現されてもよい。

位置取得部３３０は、インソール１の現在位置を取得する。経路取得部３３１は、インソール１の現在位置から目的地に至るまでの経路を取得する。経路取得部３３１は、携帯端末Ｔが作成した経路を携帯端末Ｔから受信することによって取得してもよい。記憶部３０が地図情報を格納している場合には、経路取得部３３１は、記憶部３０から読み出した地図情報に基づいて、インソール１の現在位置から目的地に至るまでの経路を算出して取得してもよい。

目的地の設定は目的地受付部３３３がユーザＵから受け付ける。具体的には、目的地受付部３３３は、ユーザＵが携帯端末Ｔに設定した目的地を受信することによって受け付ける。なお、目的地受付部３３３が音声認識機能を備える場合には、目的地受付部３３３は、ユーザＵから音声によって目的地の設定を直接受け付けてもよい。

振動制御部３３２は、経路の現在位置における経路パターンがあらかじめ定められた複数のパターンのうちのいずれか一つのパターンに当てはまることを条件として、そのパターンに対応する組み合わせで振動発生部材を振動させる。

ここで「あらかじめ定められた複数のパターン」とは、ユーザＵを目的地まで案内するためにユーザＵの動作に何らかの変化を生じさせるべき経路上のパターンである。あらかじめ定められた複数のパターンの例は、ユーザＵが経路上で左折すべきパターンや、エレベータを使って上昇すべきパターン等が挙げられる。

図３は、実施の形態に係る振動制御部３３２が参照するパターンデータベースＤｐのデータ構造を模式的に示す図である。パターンデータベースＤｐは記憶部３０に格納されており、振動制御部３３２によって管理されている。図３に示すように、パターンデータベースＤｐにおいて、ユーザＵの動作に何らかの変化を生じさせるべき経路上のパターン毎にパターン識別子が割り当てられている。例えば、経路パターン識別子がＰＩＤ０００１である経路パターンは「目的地到着」であり、ＰＩＤ０００２である経路パターンは「直ちに右折」である。

また、インソール１が備える６つの振動発生部材２にも、それぞれ１から６までの通し番号が割り当てられている。例えば、第１振動発生部材２ａには「１」が割り当てられ、第２振動発生部材２ｂには「２」が割り当てられている。以下同様である。

図３に示すように、パターンデータベースＤｐにおいて、経路パターン識別子毎に、振動を発生させるべき振動発生部材２と振動の発生のさせ方とが定められている。例えば、経路パターン識別子がＰＩＤ０００１のパターンは目的地に到着したことを知らせるパターンであり、第１振動発生部材２ａ、第３振動発生部材２ｃ、及び第５振動発生部材２ｅが間欠的に振動を発生させるパターンである。また、経路パターン識別子がＰＩＤ０ＸＸＸのパターンは、何らかの理由でユーザＵに緊急停止すべきことを知らせるパターンであり、全ての振動発生部材２が連続的に振動を発生させるパターンである。

このように、実施の形態に係るインソール１は、インソール１の現在地における経路パターンに応じて振動発生部材２に振動を発生させるパターンを変更することにより、ユーザＵの足にナビゲーション情報を提示することができる。

［位置情報取得の詳細］
実施の形態に係るインソール１は、インソール１の現在地における経路パターンに応じて振動発生部材２に振動を発生させるパターンを変更することから、インソール１の現在地（すなわち、位置取得部３３０が取得する現在地の情報）の精度が重要となる。以下、実施の形態に係る位置取得部３３０による現在地の取得処理について説明する。

図２に示すように、位置取得部３３０は、測位位置取得部３３００、地図取得部３３０１、位置推定部３３０２、及び位置修正部３３０３を備えている。測位位置取得部３３００は、航法衛星Ｇから受信した航法信号に基づいて、測位位置を取得する。一般に、測位位置取得部３３００が航法信号に基づいて算出する測位位置は、航法信号の種類や電波状況等を要因として誤差が発生することが知られている。誤差の程度は、航法衛星Ｇが送信する航法信号の種類や、航法信号を反射させる構造物の有無等によって変化するが、大きい場合には数メートルから十数メートル程度になる場合もある。このため、測位位置取得部３３００が取得する測位位置のみに依拠すると、インソール１は精度の高いナビゲーション情報をユーザＵに提供できない場合も起こりうる。

そこで、実施の形態に係る位置取得部３３０は、図示しない既知の加速度センサやジャイロセンサ、電子コンパス等の情報に基づいて、測位位置取得部３３００が取得した測位位置を修正する。具体的には、まず、地図取得部３３０１は、経路を含む地図情報を取得する。ここで、地図取得部３３０１は、記憶部３０が地図情報を格納している場合には記憶部３０から読み出して地図情報を取得する。これに代えて、地図取得部３３０１は、携帯端末Ｔから地図情報を受信して取得してもよい。

続いて、位置推定部３３０２は、計測部５が計測した情報に基づいて、測位位置取得部３３００とは独立にインソール１の位置を推定する。図４は、実施の形態に係る計測部５が備える各種センサの一例を模式的に示す図である。図４に示すように、計測部５は、加速度センサ５０、ジャイロセンサ５１、方位センサ５２、気圧センサ５３、及びイメージセンサ５４の全部、又は少なくとも１つを備える。一般に、航法信号に基づく情報とは異なり、加速度センサ５０やジャイロセンサ５１、方位センサ５２等に基づく情報からでは、位置推定部３３０２はインソール１の絶対的な位置情報を推定できない。そこで、位置推定部３３０２は、地図取得部３３０１が取得した地図情報に存在する基点位置を基準とする相対位置を推定する。既知の技術であるために詳細な説明は省略するが、位置推定部３３０２は、ジャイロセンサ５１等の出力の積分値を、例えばカルマンフィルター等の既知の推定技術を用いて推定することにより、相対位置の推定精度を高めている。地図上に存在する基点位置は絶対的な位置情報であるため、基点位置を基準とする相対位置も絶対的な位置情報となる。

位置修正部３３０３は、位置推定部３３０２が推定した相対位置を用いて測位位置を修正することにより、インソール１の現在位置を算出する。

図５は、実施の形態に係る位置修正部３３０３が実行する位置修正処理を説明するための図である。図５において、符号Ｂで示す点は地図上に存在する基点位置Ｂである。また、符号Ｎで示す破線は、基点位置Ｂから目的地に向かう向きを示す誘導方向Ｎである。符号Ｆで示す一点鎖線は、基点位置Ｂを基準として位置推定部３３０２が取得した相対位置の軌跡Ｆである。

符号Ｐで示す白丸は、測位位置取得部３３００が航法衛星Ｇから受信した航法信号に基づいて取得した測位位置である。煩雑となることを避けるために図５において全ての白丸に符号Ｐを付していないが、図５における白丸はいずれも測位位置取得部３３００が取得した測位位置を示している。

符号Ｍで示す実線は、位置修正部３３０３が位置推定部３３０２によって推定された相対位置を用いて測位位置を修正した修正測位位置Ｍを示す。図５に示すように、位置修正部３３０３は、測位位置取得部３３００が取得した測位位置を位置推定部３３０２が推定した相対位置に近づけるように、測位位置を修正する。このように、位置修正部３３０３は、互いに異なる情報に基づいて独立に推定された２つの位置情報を参照することにより、インソール１の現在位置の推定精度を高めることができる。

［基点位置の更新］
上述したように、位置推定部３３０２は、地図上に存在する基点位置Ｂを基準としてインソール１の相対位置を推定するが、一般に、インソール１が基点位置Ｂから離れるほど推定誤差は大きくなる傾向がある。そこで、実施の形態に係るインソール１は、一定の条件の下で基点位置Ｂを更新する。

これを実現するために、インソール１は、インソール１が用いられている履物の周囲の物体までの距離を測定する測距部４を備えている。測距部４は、例えば既知の赤外線測距センサ、音波測距センサ、又は測距イメージセンサ等を用いて実現できる。

図１に示すように、測距部４は、ユーザＵがインソール１を用いた履物を履いたときに、ユーザＵのかかとに位置するように設けられている。これにより、測距部４の位置が地面より高くなるため、ユーザＵが歩行中の地面に存在する小石等の障害物によって測距の精度が低下することを抑制できる。

位置推定部３３０２は、地図情報に含まれる測距対象物体の情報と、測距部が測定した距離とに基づいて、基点位置Ｂを更新する。ここで、「測距対象物体」は、基点位置Ｂを更新するか否かを判定するために位置推定部３３０２が参照する物体であり、ユーザＵに提示する経路が含まれる領域によって異なる。例えば、ユーザＵが市街地を歩行する場合、ユーザＵは歩道を移動することが想定される。このため、歩道の周辺に存在する建物の外壁等の構造物が測距対象物体となり得る。また、ユーザＵが山岳エリアを歩行する場合には、登山道付近に存在する樹木や岩、道標等が測距対象となり得る。

図６は、実施の形態に係る測距対象物体データベースＤｒのデータ構造を模式的に示す図である。測距対象物体データベースＤｒは記憶部３０に格納されており、位置推定部３３０２によって管理されている。図６に示すように、測距対象物体データベースＤｒは、地図情報を複数の区画領域に分割し、各区画領域に区画領域識別子を割り当てて測距対象物体を管理している。図６は、区画領域識別子がＲＩＤ０００００１である区画領域における測距対象物体の情報を例示している。図６に示すように、測距対象物体データベースＤｒは、区画領域毎に定められた測距対象物体の情報を区画領域と紐づけて格納している。

上述したように、市街地や山間部、森林や砂浜、温泉街や草原等、土地の種類によって測距対象物体となり得る物は異なる。そこで、「区画領域」は、土地の種類等を勘案してあらかじめ定められており、地図取得部３３０１が取得する地図情報に登録されている。図６は、区画領域が市街地である場合における測距対象物体の例を示している。このため、測距対象物体として、ビルの外壁や歩道橋の階段、花壇等の市街地に存在する物が測距対象となっている。

位置推定部３３０２は、ユーザＵに提示している経路に存在する測距対象物体までの地図上の距離と、測距部４が測定した実際の距離との乖離を判定する。位置推定部３３０２は、その乖離が所定の長さ以上となることを条件として、そのとき測距部４が測定対象とした測距対象物体を新たな基点位置Ｂとする。

ここで、「所定の長さ」は、基点位置Ｂを更新するか否かを判定するために位置推定部３３０２が参照する「更新判定基準長さ」である。測距対象物体までの地図上の距離と、測距部４が測定した実際の距離との乖離が所定の長さにある場合、位置推定部３３０２は測距部４が測定した距離を信頼し、位置座標を補正する。

このように、位置推定部３３０２が測距対象物体の情報と、測距部４が測定した距離とに基づいて基点位置Ｂを更新することにより、位置推定部３３０２は、相対位置の推定精度を維持することができる。

［停止の指示］
位置推定部３３０２は、現在位置を起点とする測距対象物体までの地図上の距離と、測距部４が測定した距離との乖離が所定の閾距離内か否かを判定する。ここで、「所定の閾距離」は、測距部４による測距が正常に作動しているか否かを判定するために位置推定部３３０２が参照する「測距動作判定基準距離」である。現在位置を起点とする測距対象物体までの地図上の距離と測距部４が測定した距離との乖離が大きいほど、測距部４による測距が失敗している蓋然性が高くなる。測距部４による測距は測位位置取得部３３００による測位位置の修正に用いられるため、測距部４による測距が失敗するとインソール１によるナビゲーション情報の精度が悪くなりかねない。また、地図上に測距対象物体が存在するにもかかわらず、測距部４が測距対象物体までの距離が計測できない場合（すなわち、測距部４が測距対象物体を検出できない場合）も、インソール１によるナビゲーション情報の精度の維持が難しくなる。

そこで、振動制御部３３２は、現在位置を起点とする測距対象物体までの地図上の距離と測距部４が測定した距離との乖離が所定の閾距離を上回るか、又は測距部４が測距対象物体を検出できない場合、ユーザＵに停止を促すように定められた組み合わせで振動発生部材２を振動させる。具体的には、振動制御部３３２は、図３に示すパターンデータベースＤｐにおいて、経路パターン識別子がＰＩＤ０ＸＸＸで示されるパターンで振動発生部材２を振動させる。これにより、インソール１は、精度の悪いナビゲーション情報をユーザＵに提示することを抑制できる。

なお、測距部４による測距が失敗した場合、携帯端末Ｔは、そのことを伝える音声を発したり、携帯端末Ｔの表示画面にメッセージを表示したり、携帯端末Ｔが備えるバイブレーション機能によってユーザＵに知らせたりしてもよい。

［故障の検知］
以上は、位置推定部３３０２が正常に動作していることを前提として説明した。位置推定部３３０２は計測部５が計測した情報に基づいて位置を推定するため、推定精度は計測部５の計測結果に依存する。例えば、計測部５が故障した等の場合には、位置推定部３３０２による位置推定の精度はユーザＵの誘導支援に支障を来さないとも限らない。計測部５が備える各センサの特性異常から単独で故障を検知できる場合もあるが、一方で、位置推定部３３０２が単独でセンサの故障を検知することは難しい故障状態も存在し得る。位置推定部３３０２は、計測部５が計測した情報を正しいか否かを判定するための基準を持たないからである。

そこで、故障管理部３３５は、ユーザＵの右足用のインソール１（以下、「第１支援誘導装置」と記載することがある。）が備える計測部５（以下、「第１計測部」と記載することがある。）が計測した情報と、ユーザＵの左足用のインソール１（以下、「第２支援誘導装置」と記載することがある。）が備える計測部５（以下、「第２計測部」と記載することがある。）が計測した情報との相違に基づいて、計測部５が備える各センサの故障を検知する。第１計測部と第２計測部とがいずれも故障していない場合、両者の計測値は同様の値を示すはずである。これに対し、第１計測部と第２計測部とは独立しているため、両者の少なくともいずれか一方が故障している場合、両者の計測値に有意な差が現れるはずである。そこで、故障管理部３３５は、第１計測部が計測した情報と第２計測部が計測した情報との相違を解析することにより、いずれかの計測部５が故障しているか否かを検知する。

図７は、実施の形態に係る故障管理部３３５の機能構成を模式的に示す図である。故障管理部３３５は、センサ情報取得部３３５０、故障検知部３３５１、故障通知部３３５２、及び音声発生部３３５３を備える。なお、図７は、第１誘導装置が備える故障管理部３３５を図示しているものとするが、第２誘導装置が備える故障管理部３３５も同様の機能構成である。

センサ情報取得部３３５０は、第１計測部の各種センサが取得した情報である第１センサ情報と、第２計測部の各種センサが取得した情報である第２センサ情報と、を取得する。

故障検知部３３５１は、第１センサ情報と第２センサ情報との相違を解析して、第１計測部と第２計測部との少なくともいずれか一方の故障を検知する。故障通知部３３５２は、故障が検知されたことを第２誘導支援装置に通知する。

例えば、加速度センサ５０、ジャイロセンサ５１、方位センサ５２、又は気圧センサ５３は、外界の物理量を数値化して検出する。第１誘導支援装置と第２誘導支援装置とは、それぞれ同一のユーザＵの右足及び左足に装着されるため、各センサが正常に動作している場合には、各センサが検出する数値は概ね同じ値となり、その変動（例えば分散値）も一定の範囲内に収まるはずである。ユーザＵが歩行しているときに、左足と右足とは同様の加速度であろうし、足と右足とが異なる方向に移動することはあり得ないからである。また、右足と左足とが存在する高度も同じであるから周辺の気圧も同様であると考えられる。

また、第１誘導支援装置と第２誘導支援装置とのそれぞれのイメージセンサ５４が撮像する映像も、概ね同じ映像となる。したがって、例えば、各イメージセンサ５４が撮像した映像の平均輝度、色相分布、輝度の分散、又は赤色画素の画素値、緑色画素の画素値、及び青色画素の画素値のヒストグラム形状等、画像に関する各種統計量も同様の値となるはずである。故障検知部８０１は、第１センサ情報と第２センサ情報との相違が有意なる場合、第１計測部と第２計測部との少なくともいずれか一方が故障していることを推定できる。

また、故障通知部３３５２は、故障検知部３３５１によって故障が検知されたことを契機として、第１誘導支援装置と通信可能な携帯端末Ｔを介して、あらかじめ登録されている外部装置に通知する。ここで、「あらかじめ登録されている通知先」とは、例えば、ユーザＵが事前に設定してある電話番号やメールアドレス、ウェブサービス等である。ユーザＵは、例えば家族の携帯電話の電話番号やメールアドレス、誘導支援装置１を用いた誘導支援を提供しているサービス業者のコールセンターの連絡先等を登録しておくことにより、誘導支援装置１は、誘導支援装置１の計測部５が何らかの事情で故障した場合に、ユーザＵ以外の者に素早く通知し、必要に応じてタクシーの手配や音声による誘導指示等を受けることができる。

第１誘導支援装置の振動制御部３３２と第２誘導支援装置の振動制御部３３２とはそれぞれ、故障通知部３３５２が故障を検知すると、まず、ユーザＵに停止を促すように定められた組み合わせで振動発生部材２を所定の時間（例えば１０秒間等、ユーザＵが停止の指示を認識するために定められた時間）振動を継続させる。これにより、誘導支援装置１は、計測部５の故障が疑われる状態でユーザＵの誘導支援をすることを防止できる。その後、第１誘導支援装置の振動制御部３３２と第２誘導支援装置の振動制御部３３２とはそれぞれ、振動発生部材２の振動を停止させる。これにより、誘導支援装置１は、ユーザＵが停止した後にも振動発生部材２が振動し続けることを防止できる。

音声発生部３３５３は、故障検知部３３５１が第１計測部と第２計測部との少なくともいずれか一方の故障した場合、図示しないスピーカに故障を知らせる警告音を発生させる。これにより、音声発生部３３５３は、ユーザＵが視覚に障害を持っていても、故障が発生したことをユーザＵに迅速に知らせることができる。

＜インソール１が実行する振動発生制御処理の処理フロー＞
図８は、実施の形態に係るインソール１が実行する振動発生制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えばインソール１がナビゲーションを開始したときに開始する。

位置取得部３３０は、インソール１の現在位置を取得する（Ｓ２）。目的地受付部３３３は、ユーザＵから目的地の設定を受け付ける（Ｓ４）。経路取得部３３１は、ユーザＵから受け付けた目的地までの経路を取得する（Ｓ６）。

振動制御部３３２は、経路取得部３３１が取得した経路の現在位置における経路パターンを取得する（Ｓ８）。振動制御部３３２は、取得した経路パターンに応じたパターンで振動発生部材２に振動を発生させる（Ｓ１０）。以上を繰り返すことにより、インソール１は、ユーザＵの足にナビゲーション情報を提示することができる。

＜実施の形態に係るインソール１が奏する効果＞
以上説明したように、実施の形態に係るインソール１によれば、ユーザＵの足にナビゲーション情報を提示することができる。インソール１は、ユーザＵが歩行するときに必ず身に付ける履物に用いられるため、ユーザＵはナビゲーションのために都度装置を身に付ける煩雑さから解放される。また、インソール１は振動発生部材２がユーザＵの表皮に振動を発生させることにより、ユーザＵの触覚を介してユーザＵにナビゲーション情報を提示する。このため、インソール１は、視覚の健常者のみならず、視覚障害者に対してもナビゲーション情報を提示することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果をあわせ持つ。以下のそのような変形例を説明する。

＜第１の変形例＞
上記では、インソール１が振動発生部材２、処理装置３、及び測距部４を備える場合について説明した。これに代えて、振動発生部材２、処理装置３、及び測距部４の少なくとも一部又は全部を履物自体が備えてもよい。

＜第２の変形例＞
上記では、位置取得部３３０が航法衛星Ｇから受信した航法信号に基づいて現在位置を取得する場合について場合について説明した。これに代えて、あるいはこれに加えて、位置取得部３３０は建物やインフラに設置されたビーコンから信号を受信することにより現在位置を取得してもよい。これにより、例えば地下道や建物の内部等のように航法衛星Ｇから航法信号を受信することが困難な環境においても、インソール１はユーザＵにナビゲーション情報を提示することができる。

＜第３の変形例＞
上記では、測距部４が測距対象物体とインソール１と間の距離を測定する場合について説明した。ここで、測距部４はユーザＵの履物に用いられるインソール１に備えられているため、ユーザＵの歩行に伴って動くことになる。このため、例えば測距部４がカメラによって実現されているような場合には、測距部４が動くことによって測距の精度が低下する恐れがある。

そこで、インソール１は、インソール１の加速度を測定するための図示しない加速度測定部を備えてもよい。測距部４は、インソール１の加速度が所定の閾値未満であることを条件として履物の周囲の物体までの距離を測定する。ここで「所定の閾値」は、測距部４の測距精度を担保するために定められた測距制度保持閾値である。一般にユーザＵが歩行するとき、地面に接している方の履物はごく短時間であるものの加速度が０又はそれに近い値となる。所定の閾値は、履物が地面に接しているときの加速度の値を実験により計測して設定すればよい。これにより、測距部４による測距対象物体とインソール１と間の距離の測定精度を安定化させることができる。

＜第４の変形例＞
上記では、測距部４による測距が正常に作動していない場合に、振動制御部３３２がユーザＵに停止を促すように定められた組み合わせで振動発生部材２を振動させる場合について説明した。ここで、測距部４が複数の異なるセンサ（例えば、音波測距センサと測距イメージセンサ）を備える場合には、測距が失敗したセンサとは異なる測距センサによる測距が成功することを条件として、インソール１はナビゲーションを再開してもよい。例えば、音波測距センサで測距が失敗した場合であっても、現在位置を起点とする測距対象物体までの地図上の距離と測距イメージセンサが測定した距離との乖離が閾距離未満であれば、インソール１はナビゲーションを開始する。これにより、インソール１は、ナビゲーションが停止した状態を迅速に解消し得る点で効果がある。

＜第５の変形例＞
上記では、測距対象物体データベースＤｒが、地図情報に設定されている複数の区画領域毎に測距対象物体の情報を格納する場合について説明した。ここで、携帯端末Ｔは、記憶部３０に格納されていない区画領域の測距対象物体の情報を、例えばインターネット等の通信ネットワークを介して特定のサーバからダウンロードできるようにしてもよい。これにより、記憶部３０のデータ容量が小さい場合であっても、インソール１のユーザＵは、ナビゲーション情報の提供を受けたい区画領域の測距対象物体の情報をオンデマンドで取得することができる。

＜第６の変形例＞
上記では、誘導支援装置１が履物のインソールの形状である場合について主に説明した。しかしながら、誘導支援装置１はインソールの形状である場合に限られず、他の形状であってもよい。以下、誘導支援装置１がインソール以外の形状である場合について説明する。以下、第６の変形例に係る誘導支援装置１について、実施の形態に係るインソール１が備える機能と同一の機能については同一の名称及び符号を使用し、適宜省略又は簡略化して説明する。

図９（ａ）－（ｃ）は、実施の形態の第６の変形例に係る誘導支援装置１を説明するための模式図である。具体的には、図９（ａ）は、第６の変形例に係る誘導支援装置１（右足用、左足用は不図示）の外観形状を示す模式図である。図９（ｂ）は、第６の変形例に係る誘導支援装置１を履物６に挿入した状態を示す模式図である。さらに、図９（ｃ）は、第６の変形例に係る誘導支援装置１と、ユーザＵの足との関係を示す模式図である。図８（ｂ）は、履物６がスニーカーである場合の例を示しており、履物６に挿入されて見えない部分の誘導支援装置１を破線で示している。また、図９（ｃ）は、ユーザＵの足を破線で示している。

第６の変形例に係る誘導支援装置１は、履物６に挿入して用いられる点では実施の形態に係るインソール１と同様である。しかしながら、第６の変形例に係る誘導支援装置１はインソールとは異なり、使用時にユーザＵの足の裏側に配置される部材はなく、代わりにユーザＵの足の側面及び足の甲側に配置される部材によって構成されている。さらに、第６の変形例に係る誘導支援装置１は、実施の形態に係るインソール１と異なり、処理装置３は使用時のユーザＵのかかとではなく、足の甲の上面ないし足首正面側に配置される。また、第６の変形例に係る誘導支援装置１においては測距部４は処理装置３の表面に備えられており、ユーザＵの歩行時にユーザＵの進行方向正面に存在する測距対処物までの距離を計測することができる。

また、第６の変形例に係る誘導支援装置１は、実施の形態に係るインソール１と同様に、装着時に誘導支援装置１はユーザＵの足の裏に振動発生部材２が配置されない。このため、万が一計測部５の各センサが故障して誘導支援装置１がユーザＵを誘導することに支障を来すようになったとしても、ユーザＵは従来どおり白杖を持ち足裏から地面の情報を得ることで歩行を継続することができる。

＜第７の変形例＞
上記では、誘導支援装置１が備える各センサの故障を誘導支援装置１自身で検知する場合について説明した。これに替えて、あるいはこれに加えて、誘導支援装置１と通信可能な態様で接続している携帯端末Ｔが、誘導支援装置１が備える各センサの故障を検知してもよい。以下この場合について説明する。

図１０は、実施の形態の第７の変形例に係る携帯端末Ｔの機能構成を模式的に示す図である。第７の変形例に係る携帯端末Ｔは、上述した実施の形態に係る故障管理部３３５と同等の機能を備えている。

上述したように、携帯端末Ｔは、例えば既知のスマートホンであり、記憶部７０と制御部８０とを備えている。図１０において、矢印は主なデータの流れを示しており、図１０に示していないデータの流れがあってもよい。図７において、各機能ブロックはハードウェア（装置）単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。そのため、図１０に示す機能ブロックは単一の装置内に実装されてもよく、あるいは複数の装置内に分かれて実装されてもよい。

記憶部７０は、携帯端末Ｔを実現するコンピュータのＢＩＯＳ等を格納するＲＯＭや携帯端末Ｔの作業領域となるＲＡＭ、ＯＳやアプリケーションプログラム、当該アプリケーションプログラムの実行時に参照される種々の情報を格納する記憶装置である。また、制御部８０は、携帯端末ＴのＣＰＵやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサであり、記憶部７０に記憶されたプログラムを実行することによってセンサ情報取得部８００、故障検知部８０１、故障通知部８０２、及び音声発生部８０３として機能する。

センサ情報取得部８００は、第１計測部の各種センサが取得した情報である第１センサ情報と、第２計測部の各種センサが取得した情報である第２センサ情報と、を取得する。

故障検知部８０１は、第１センサ情報と第２センサ情報との相違を解析して、第１計測部と第２計測部との少なくともいずれか一方の故障を検知する。故障通知部８０２は、故障が検知されたことを第１誘導支援装置と第２誘導支援装置とに通知する。

故障通知部８０２は、故障検知部８０１によって故障が検知されたことを契機として、あらかじめ登録されている外部装置に通知する。第１誘導支援装置の振動制御部３３２と第２誘導支援装置の振動制御部３３２とはそれぞれ、故障通知部８０２から故障が検知されたことの通知を受信すると、まず、ユーザＵに停止を促すように定められた組み合わせで振動発生部材２を所定の時間（例えば１０秒間等、ユーザＵが停止の指示を認識するために定められた時間）振動を継続させる。これにより、誘導支援装置１は、計測部５の故障が疑われる状態でユーザＵの誘導支援をすることを防止できる。その後、第１誘導支援装置の振動制御部３３２と第２誘導支援装置の振動制御部３３２とはそれぞれ、振動発生部材２の振動を停止させる。これにより、誘導支援装置１は、ユーザＵが停止した後にも振動発生部材２が振動し続けることを防止できる。

音声発生部８０３は、故障検知部８０１が第１計測部と第２計測部との少なくともいずれか一方の故障した場合、図示しない携帯端末Ｔのスピーカに故障を知らせる警告音を発生させる。これにより、音声発生部８０３は、ユーザＵが視覚に障害を持っていても、故障が発生したことをユーザＵに迅速に知らせることができる。

１・・・インソール
２・・・振動発生部材
３・・・処理装置
３０・・・記憶部
３１・・・通信部
３２・・・電源
３３・・・制御部
３３０・・・位置取得部
３３００・・・測位位置取得部
３３０１・・・地図取得部
３３０２・・・位置推定部
３３０３・・・位置修正部
３３１・・・経路取得部
３３２・・・振動制御部
３３３・・・目的地受付部
３３４・・・測距対象取得部
３３５・・・故障管理部
３３５０・・・センサ情報取得部
３３５１・・・故障検知部
３３５２・・・故障通知部
３３５３・・・音声発生部
４・・・測距部
５・・・計測部
５０・・・加速度センサ
５１・・・ジャイロセンサ
５２・・・方位センサ
５３・・・気圧センサ
５４・・・イメージセンサ
６・・・履物
Ｔ・・・携帯端末
７０・・・記憶部
８０・・・制御部
８００・・・センサ情報取得部
８０１・・・故障検知部
８０２・・・故障通知部
８０３・・・音声発生部
Ｇ・・・航法衛星
Ｓ・・・ナビゲーションシステム

Claims (10)

1. 履物に挿入して用いる誘導支援装置であって、
   前記誘導支援装置のユーザの足部における複数の箇所にそれぞれ振動を発生させるための複数の振動発生部材と、
   現在位置を取得する位置取得部と、
   前記現在位置から目的地に至るまでの経路を取得する経路取得部と、
   前記経路の現在位置における経路パターンがあらかじめ定められた複数のパターンのうちのいずれか一つのパターンに当てはまることを条件として、当該一つのパターンに対応する組み合わせで前記振動発生部材を振動させる振動制御部と、
   を備え、
   前記誘導支援装置は、前記ユーザの両足のうちいずれか一方の足に装着して用いられる第１誘導支援装置であり、
   前記第１誘導支援装置が備える計測部のセンサが取得した情報である第１センサ情報と、前記ユーザの両足のうちの他方の足に装着して用いられる第２誘導支援装置が備える計測部のセンサが取得した情報である第２センサ情報とを取得するセンサ情報取得部と、
   前記第１センサ情報と前記第２センサ情報との相違を解析して、前記第１誘導支援装置が備える計測部と前記第２誘導支援装置が備える計測部との少なくともいずれか一方の故障を検知する故障検知部と、
   前記故障が検知されたことを前記第２誘導支援装置に通知する故障通知部と、をさらに備える、
   誘導支援装置。
2. 前記位置取得部は、
   航法衛星から受信した航法信号に基づいて測位位置を取得する測位位置取得部と、
   前記経路を含む地図情報を取得する地図取得部と、
   前記地図情報に存在する基点位置を基準とする相対位置を推定する位置推定部と、
   前記相対位置を用いて前記測位位置を修正することにより、前記現在位置を算出する位置修正部と、
   を備え、
   前記誘導支援装置は、
   前記履物の周囲の物体までの距離を測定する測距部と、
   をさらに備え、
   前記位置推定部は、前記地図情報に含まれる測距対象物体の情報と、前記測距部が測定した距離とに基づいて、前記基点位置を更新する、
   請求項１に記載の誘導支援装置。
3. 前記振動制御部は、前記測距部が測距対象物体を検出できない場合、前記ユーザに停止を促すように定められた組み合わせで前記振動発生部材を振動させる、
   請求項２に記載の誘導支援装置。
4. 前記目的地の設定を受け付ける目的地受付部と、
   あらかじめ前記地図情報に設定されている複数の区画領域と、区画領域毎に定められた前記測距対象物体の情報とを紐づけて格納する測距対象物体データベースを参照して、前記目的地が含まれる区画領域に紐づけられた測距対象物体の情報を取得する測距対象取得部と、
   をさらに備える、
   請求項２又は３に記載の誘導支援装置。
5. 前記測距部は、前記ユーザのかかとに位置するように設けられている、
   請求項２から４のいずれか１項に記載の誘導支援装置。
6. 前記故障通知部は、前記故障が検知されたことを契機として、前記誘導支援装置と通信可能な携帯端末を介してあらかじめ登録されている通知先に通知する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の誘導支援装置。
7. 前記振動制御部は、前記故障が検知された場合、前記ユーザに停止を促すように定められた組み合わせで前記振動発生部材を所定の時間振動を継続させた後、前記振動発生部材の振動を停止させる、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の誘導支援装置。
8. ユーザの両足にそれぞれ着用して用いられる一組の履物であって、前記履物はそれぞれ、
   前記ユーザの両足のうちいずれか一方の足部における複数の箇所にそれぞれ振動を発生させるための複数の振動発生部材と、
   現在位置を取得する位置取得部と、
   前記現在位置から目的地に至るまでの経路を取得する経路取得部と、
   前記現在位置における前記経路に含まれる経路パターンがあらかじめ定められた複数のパターンのうちのいずれか一つのパターンに当てはまることを条件として、当該一つのパターンに対応する組み合わせで前記振動発生部材を振動させる振動制御部と、
   前記ユーザの両足のうちいずれか一方の足に装着して用いられる履物が備える計測部のセンサが取得した情報である第１センサ情報と、前記ユーザの両足のうちの他方の足に装着して用いられる履物が備える計測部のセンサが取得した情報である第２センサ情報とを取得するセンサ情報取得部と、
   前記第１センサ情報と前記第２センサ情報との相違を解析して、前記一方の履物が備える計測部と前記他方の履物が備える計測部との少なくともいずれか一方の故障を検知する故障検知部と、
   前記故障が検知されたことを前記他方の履物に通知する故障通知部と、
   を備える履物。
9. 履物に挿入して用いる誘導支援装置であって、
   使用時に前記誘導支援装置のユーザの足の側面及び足の甲側に配置される部材と、
   前記部材上に配置され、前記ユーザの足部における複数の箇所にそれぞれ振動を発生させるための複数の振動発生部材であって、前記誘導支援装置が挿入された履物を前記ユーザが着用したときに、前記ユーザの足の甲の上面か又は前記ユーザの足首の正面側となるように配置されている振動部材と、
   前記部材上に配置される処理装置と、を備え、
   前記処理装置は、
   現在位置を取得する位置取得部と、
   前記現在位置から目的地に至るまでの経路を取得する経路取得部と、
   前記経路の現在位置における経路パターンがあらかじめ定められた複数のパターンのうちのいずれか一つのパターンに当てはまることを条件として、当該一つのパターンに対応する組み合わせで前記振動発生部材を振動させる振動制御部と、
   を備える、
   誘導支援装置。
10. 請求項９に記載の誘導支援装置を挿入した履物。

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