JPH08252279A - 対象物を音で提示する経路誘導方法 - Google Patents

対象物を音で提示する経路誘導方法

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JPH08252279A
JPH08252279A JP7058496A JP5849695A JPH08252279A JP H08252279 A JPH08252279 A JP H08252279A JP 7058496 A JP7058496 A JP 7058496A JP 5849695 A JP5849695 A JP 5849695A JP H08252279 A JPH08252279 A JP H08252279A
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acoustic
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JP7058496A
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Toshiyuki Aritsuka
俊之 在塚
Nobuo Hataoka
信夫 畑岡
寿一 ▲高▼橋
Juichi Takahashi
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Hitachi Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34Route searching; Route guidance
    • G01C21/36Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3626Details of the output of route guidance instructions
    • G01C21/3629Guidance using speech or audio output, e.g. text-to-speech

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周囲環境に存在する対象物の位置や種類など
を、音声やサウンドを用いた聴覚情報によって検知する
ことを可能にする。 【構成】 周囲環境に存在する対象物の位置や種類を対
象物検出手段を用いて検出し、音響化手段を用いて音声
やサウンドに変換し、三次元音響生成手段を用いて該音
声やサウンドを対象物のある位置に定位することによっ
て、対象物の存在を音で表現して経路誘導を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、視覚障害者が周囲環境
を立体的な音によって判別することの可能な経路誘導方
法、およびこれを用いた装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に用いられている経路誘導方法は、
使用者の現在位置や進行方向を、衛星からの電波を利用
したり、移動距離や移動方向を測定して積算することに
よって検出し、地図情報を格納したCD−ROM等から
現在位置付近の地図情報を読み出して、検出した現在位
置が現在位置付近の地図上の該当位置に表示されるよう
に現在位置マークおよび地図画像をディスプレイ画面上
に表示する。また、目的地までの経路を表示して使用者
の移動を誘導する。使用者は、表示画面を参照しながら
実際の周囲状況を見て経路を判断する。
【0003】また、最近の車載ナビシステムには、交差
点や曲がり角、目印などを、ディスプレイに表示するの
みでなく音声でも読み上げることによって、画面を常に
注視しなくても経路を判断できるものがある。このよう
な音声による読み上げ機能を利用すれば、視覚障害者が
歩行する際の経路を音声によって誘導する歩行者用ナビ
システムへの応用が可能となる。
【0004】視覚障害者の歩行を補助する手段として
は、超音波を利用して進行方向の障害物を検出し、その
距離を振動などで知らせる装置がある。また、道路上に
磁石を設置し、磁気センサを付けた杖で道路上の磁気を
検出して経路を誘導する方法や、特定の場所に微弱電磁
波の受信装置を設け、使用者が持つ微弱電磁波送信装置
からの電磁波を検知した際に音声等の案内を出力する方
法等がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
ナビシステムは、地図上の恒常的な目印を地図を見て確
認したり、音声で読み上げることによって使用者に提示
するものであり、予め地図情報に格納されているデータ
のみしか対象とすることができないという問題があっ
た。また、読み上げる対象物が実際に存在する位置が音
声のみではわからないという問題があった。
【0006】一方、視覚障害者の歩行を補助する手段の
うち、超音波を利用して障害物を検出する装置は、障害
物の存在のみしかわからないという問題があった。ま
た、磁気センサを利用する方法や電磁波を用いる方法
は、利用範囲が予め設備を設けた特定の場所に限られる
という問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、対象物を検出する手段と、該対象物の位置を判定
する手段と、対象物を音に対応付ける手段と、三次元音
像定位手段と、音響出力手段を有し、対象物の位置を検
出して該対象物に音声およびまたはサウンドを対応付け
て、該対応付けた音声およびまたはサウンドを対象物の
ある位置に定位することによって、現在の周囲環境から
抽出した対象物の存在を音で表現して経路誘導を行うも
のである。
【0008】
【作用】周囲環境から抽出した対象物の位置を検出して
該対象物に音声およびまたはサウンドを対応付け、該対
応付けた音声およびまたはサウンドを対象物のある位置
に定位することによって、周囲環境の特徴と位置を音で
表現することが可能になり、視覚情報を用いずに経路誘
導を行うことが可能になる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。
【0010】図1は周囲環境の対象物を三次元音響を用
いた音で表現する経路誘導方法を説明するブロック図で
ある。
【0011】今、例えば101に示すような道路上の工
事現場等、予め地図情報として記憶されていない対象物
が存在するとする。対象物検出処理ブロック102は、
カメラや超音波送受信器のような対象物検出手段を用い
て対象物の相対位置や、形や種類等の属性等の対象物情
報を検出する。位置判定処理ブロック106は、地図情
報103と、GPS衛星104と位置センサ105を利
用することによって検出した使用者の現在位置を参照し
て、対象物検出処理ブロック102で検出した対象物情
報の中の相対位置情報から該対象物の位置を判定する。
地図情報103と、GPS衛星104と位置センサ10
5を利用した使用者の現在位置の検出には、市販のナビ
システム等で用いられている公知の技術を用いることが
できる。また、対象物音響化処理ブロック107は、地
図情報103と、GPS衛星104と位置センサ105
を利用することによって検出した使用者の現在位置、お
よび位置判定処理ブロックで判定した対象物の位置情報
を参照して、対象物検出処理ブロック102で検出した
対象物情報の中の属性情報を用いて該対象物を表現する
音声やサウンドを生成する。座標計算処理ブロック10
8は、使用者を原点とする三次元座標を設定して、原点
に対する対象物の座標を計算する。三次元音響生成処理
ブロック109は、座標計算処理ブロック108におい
て計算された対象物の座標位置に、対象物音響化処理ブ
ロック107において生成した音声やサウンドが定位す
るような三次元音像を生成する。経路誘導処理ブロック
110は、市販のナビシステム等で用いられている公知
の技術によって、地図情報103や、使用者の現在位置
を検出するためのGPS衛星104と位置センサ105
を利用して経路情報を生成して音声化する。音響出力処
理ブロック111は、三次元音響生成処理ブロック10
9において生成した対象物の三次元音像と経路誘導処理
ブロック110において生成した音声化した経路情報を
音響信号に変換してヘッドフォン112を通じて使用者
に提示する。この際に、音響情報のみでなく、通常のナ
ビシステムで用いられているように画像情報を同時に提
示してもよい。また、使用者の現在位置検出手段とし
て、公知の手段を用いて移動距離や移動方向を測定して
積算する方法を用いてもよい。検出した対象物に対応す
る音は、ある距離以内に存在する間連続的に出力しても
よい。対象物を複数個検出して同時に出力する場合は、
図1に示す処理を並列で行えるように、複数系統処理ブ
ロックを用意するものとする。
【0012】図2は、図1における対象物検出処理ブロ
ック102の構成例を説明する図である。
【0013】図において、超音波制御処理ブロック20
1は、発信器202から使用者の正面に超音波を発射
し、前方に存在する工事標識等の対象物からの反射波を
受信器203で受け取る。対象物抽出処理ブロック20
4は、超音波の受信方向と反射波の到達時間から対象物
の距離と方向を抽出して対象物位置情報とし、反射波の
強さから計算した対象物の反射係数から対象物の材質を
判定してこれらを対象物属性情報として出力する。この
とき、図3に示すように、超音波の発射方向を変えて複
数回測定すれば、対象物の大きさを判別することも可能
である。
【0014】図4は、図1における対象物検出処理ブロ
ック102の別の構成例を説明する図である。
【0015】図において、対象物情報提示装置401
は、対象物付近に設置して、通信電波等のトリガ信号を
トリガ信号受信器402で検出した場合に、対象物情報
発信器403から予め記憶している対象物情報信号を発
信する。対象物情報には、例えば対象物の位置、対象物
の名前、種類、大きさ等の属性、および検出したトリガ
に対応する検出信号を含む。対象物情報受信処理ブロッ
ク404は、トリガ信号発信器405から、定期的に、
あるいは要求にしたがってトリガ信号を発信し、予め対
象物付近に設置されている対象物情報提示装置が、該ト
リガ信号を検出して送信した対象物情報信号を、対象物
情報受信器406で受信し、対象物抽出処理ブロック4
07は、該対象物情報から対象物位置情報と対象物属性
情報を抽出する。その際、該対象物情報に含まれるトリ
ガ信号は装置ごとに異なる信号とし、対象物情報受信処
理ブロック404は、受信した対象物情報に含まれるト
リガ検出信号が、自らが発信したトリガ信号に対応する
場合にのみ以降の処理を行うものとすれば、本発明の経
路誘導方法になる装置が近くに複数存在する場合に、各
々の受信した対象物情報が、自らが発信したトリガ信号
に対応するものかどうか判定することができる。
【0016】図5は、図1における対象物検出処理ブロ
ック102の別の構成例を説明する図である。
【0017】図において、超音波制御処理ブロック50
1は、図2で説明したのと同様の機能を持ち、対象物抽
出処理ブロック502で対象物の距離と方向を抽出し、
対象物位置情報として出力する。位置判定処理ブロック
106は、図1で説明したように、該対象物の使用者か
ら見た相対的な位置を判定する。撮像制御処理ブロック
503は、該位置情報を用いて、抽出した対象物の位置
に合わせて方向および焦点距離を調整し、撮像器504
を制御して対象物を撮影し、画像処理ブロック505で
画像処理することによって、対象物画像の形状や大き
さ、色、模様等を抽出し、例えば予め用意されている標
準パターンとマッチングすることによって該対象物を特
定する。画像構成要素の処理方法としては、例えば「デ
ィジタル信号処理ハンドブック」(電子情報通信学会
編、オーム社、1993、2章)記載のように、画像の
エッジやテクスチャ、フレーム間差分などを用いて特徴
を抽出し、この特徴を元に情景画像を構成する要素を分
離する方法を用いることができる。
【0018】なお、超音波制御処理ブロックの代わり
に、例えば図4に示したような対象物情報送受手段を用
いて、対象物を特定することも可能である。
【0019】図6は、図1に示した対象物音響化処理ブ
ロックの処理を説明する図である。対象物判定処理ブロ
ック601は、地図情報と使用者の現在位置情報および
対象物の位置から、検出した対象物が地図に予め載って
いる恒常的構造物であるかを判定し、対象物−音響変換
処理ブロック602において、恒常的構造物であれば恒
常的構造物テーブル603の中から該当する対象物を検
索し、対応する音声またはサウンドデータを出力する。
図7は、恒常的構造物を、これを表現する言語情報を発
声した音声データに対応付けるテーブルの例である。一
方、検出した対象物が地図情報にない場合は、図1にお
ける対象物検出処理ブロックで検出した対象物属性情報
を用いて対象物の属性を判定し、対象物音響データとし
て該属性に合った音声やサウンドを出力する。
【0020】例えば、対象物検出部が図2に示したよう
に超音波を利用する場合は、図8に示すように、表面の
材質によって異なるサウンドを対応付ける対象物−材質
テーブル604を用いて、対象物音響データとして表面
の材質に合ったサウンドを出力する。
【0021】対象物検出部が図4に示すような対象物情
報提示装置を用いる場合は、取得した対象物属性情報を
用いて図9に示すような一時的対象物テーブル605か
ら該当する対象物を検索し、対象物音響データとして該
対象物に対応する音声やサウンドを出力する。また、対
象物属性情報として、音声データそのものを受信するこ
とも可能である。
【0022】対象物検出部が図5に示すような超音波制
御処理と画像処理を用いる場合も、特定した対象物を一
時的対象物テーブル605から検索し、該対象物に対応
する音声やサウンドを出力する。サウンドとしては、例
えば壁に特定の材質を持つ物体をぶつけた際に発生する
衝撃音等を用いる。
【0023】なお、対象物に対応する音声データは、直
接音響的な信号として用意してもよいし、例えば、J. A
llen, M. S. Hunnicutt and D. Klatt, "From text to
speech: The MITalk system"(Cambridge University P
ress, 1987)に記述されているような、公知の音声合成
手段を用いて言語情報から音声信号に変換してもよい。
【0024】図10は、三次元音響生成手段を用いて三
次元音響を生成する三次元音響生成処理ブロックの構成
例である。図10において、音像制御処理ブロック10
01は、図1における座標計算部108で計算した対象
物の座標をもとに、三次元音響空間の対応する位置に音
像を写像するための制御を行う。三次元音響生成処理ブ
ロック1002は、対象物位置に対応する音響空間上の
位置に、図16に示した対象物音響化処理ブロックにお
いて生成された対象物音響データが定位するように三次
元音響を生成する。音像の制御、三次元音響生成方法に
ついては、例えば小宮山、「音像制御技術」(テレビジ
ョン学会誌、 Vol.46, No.9, 1076-1079,1992)記載の
空間音像定位技術を用いて実現することが可能である。
【0025】図11は、三次元音響を用いた経路誘導方
法の概念的な利用例を表す図である。図において110
1は使用者を表す。また、1102は本発明の対象物を
音で提示する経路誘導方法を用いた経路誘導装置であ
る。また、1103は、使用者1101を原点とし、実
空間と等縮尺の三次元座標軸を表している。使用者11
01は、本発明の方法を用いて周囲環境に存在する対象
物の視覚情報を音によって表現することによって、該対
象物を聴覚的に検知することが可能となる。本発明の方
法のアルゴリズムは、ソフトウェアで実現することが可
能であるため、例えば、該ソフトウェアを実行するため
のDSP等の高速演算プロセッサ及び音響出力周辺装置
と、対象物検出装置からなる標準的な計算装置を用いて
実現することができる。
【0026】
【発明の効果】周囲環境から抽出した対象物の位置を検
出して該対象物に音声およびまたはサウンドを対応付
け、該対応付けた音声およびまたはサウンドを対象物の
ある位置に定位することによって、周囲環境を音で表現
することが可能になり、視覚情報を用いずに経路誘導を
行うことが可能になった。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の経路誘導方法を説明するブロック図で
ある。
【図2】対象物検出処理ブロックの構成例を説明する図
である。
【図3】超音波を用いて対象物の大きさを測定する例で
ある。
【図4】対象物検出処理ブロックの構成例を説明する図
である。
【図5】対象物検出処理ブロックの構成例を説明する図
である。
【図6】対象物音響化処理ブロックの処理を説明する図
である。
【図7】恒常的構造物を音声に対応付けるテーブルの例
である。
【図8】表面の材質によって異なるサウンドを対応付け
るテーブルの例である。
【図9】一時的対象物を音声やサウンドに対応付けるテ
ーブルの例である。
【図10】三次元音響生成処理ブロックの構成例であ
る。
【図11】三次元音響を用いた経路誘導方法の概念的な
利用例を表す図である。
【符号の説明】
1101…使用者、1102…経路誘導装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周囲に存在する物から反射される電磁波を
    検出して少なくとも上記物の位置情報を獲得し、上記物
    を撮像して得られた画像情報と予め保持されている画像
    パターン情報とを照合して上記物の名称または説明を特
    定し、上記位置情報に基づいて音像を設定し、上記名称
    を示す合成音または名称に代わる音響を出力し、周囲の
    状況を利用者に知らせることを特徴とする経路誘導方
    法。
JP7058496A 1995-03-17 1995-03-17 対象物を音で提示する経路誘導方法 Pending JPH08252279A (ja)

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