WO2016194679A1 - 周囲認識支援システム及び装置 - Google Patents

Abstract

使用者が携行して用いる周囲認識支援システムであって、物体もしくは他の人が、所定の検知範囲の境界である検知境界を横断したとき、前記使用者に検知結果を通達し、物体もしくは他の人が前記検知範囲内に留まっている間は前記検知結果の通達を停止する周囲認識支援システムが提供される。

Description

周囲認識支援システム及び装置

　本発明は、周囲認識支援システムおよび該システムを用いた携行型周囲認識支援装置に関する。

　視覚障碍者等が周囲の情報を得るために使用する道具に白杖がある。視覚障碍者等は白杖を用いて音や触感によって路面等の情報を得る。近年では、センサと電子回路を備えた白杖が開発されている。超音波センサで障害物を検知し、グリップとリストバンドが振動して障害物の情報を障碍者に伝える電子白杖が開発されている（特許文献１）。

　また、杖の形状に限らない障害物等の検知装置が考案されている。例えば、特許文献２には、３方向の距離センサを有し、対象物体までの距離の長短を音の高低に変換して視覚障碍者に認識させるシステムが開示されている。

　特許文献３には、障害物からの赤外線の反射波を検知して、使用者に聴覚や振動で知らせるシステムが開示されている。

　後天的視覚障碍者や緑内障等や老化による弱視者にとっては、白杖を訓練して使いこなすことは難しい。また、白杖を使用することによって手が塞がること等の不自由さ、周囲から視覚障碍者として認識される精神的負担もあるので、健常者として生活してきた者にとっては近年開発されている電子白杖を含めて白杖を使用することは容易ではない。このため、快適に使用できる白杖などの開発が期待されていた。

　ところで、特許文献２および３に開示の技術では、対象物体を様々な手段により検知するとともに検知された物体があるという情報を使用者に通知する機能を有している。ここで、使用者への通知は、中断されず、終始行われる。

特許第５３１１３８９号公報 特開２００４－１０５６６５号公報 特開２００８－１８８３９１号公報

　特許文献２および３等の技術では、情報が終始通知されるため使用者に不要な情報を与え続けてしまったり、または、周囲の状況に応じて装置をオンオフする必要がある。例えばエレベータの中など、比較的狭い閉鎖空間に留まっているときに、振動や音等が出力され続けると、不快に感じられることもある。

　本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、快適に使用できる周囲認識支援システム及び該システムを用いた携行型周囲認識支援装置を提供する。

　ある実施の形態によれば、使用者が携行して用いる周囲認識支援システムであって、物体もしくは他の人が、所定の検知範囲の境界である検知境界を横断したとき、前記使用者に検知結果を通達し、物体もしくは他の人が前記検知範囲内に留まっている間は前記検知結果の通達を停止する周囲認識支援システムが提供される。

　また、ある実施の形態によれば、物体もしくは他の人を検知する検知手段と、前記検知手段の前記検知結果を前記使用者に通達する通達手段とを備え、前記物体もしくは他の人が、前記検知手段の検知範囲の境界である検知境界を横断したとき、前記通達手段により前記使用者に前記検知手段の検知結果が通達され、前記物体もしくは他の人が前記検知範囲内に留まっている間は、前記通達手段による前記検知手段の検知結果の通達が停止される携行型周囲認識支援装置が提供される。

　少なくとも１つの実施の形態によれば、検知境界を物体もしくは他の人が横断したことを検知して使用者に通達し、使用者がスイッチをオフしなくても一定の条件下では通達が行われないようにしたので、使用者は不要な情報に煩わされることがない。

　本発明の周囲認識支援システムは、使用者が携行して用いるシステムであって、物体もしくは他の人が検知境界を横断した際に検知して使用者に通達し、また、物体もしくは他の人が検知範囲内に留まっている間は通達しない。従来の認識手段は、検知範囲内に物体もしくは他の人が入ってきた際に検知して通達し、さらに検知範囲内に物体もしくは他の人があるうちは通達し続ける。これに対して、本発明の周囲認識支援システムは、物体もしくは他の人が検知範囲の境界（検知境界）を横断した際（すなわち境界を越えて入ってきた時および出た時）に検知して通達し、一方で検知範囲内に物体もしくは他の人があるうちは通達しない。

　本発明の周囲認識支援システムの検知範囲は、円錐の形状とされることが好ましい。この円錐の頂点が使用者の側にあって、円錐の底面となる円が使用者から最も遠くなるようにして配置される。円錐の底面となる円は、円錐の頂点から等距離となる球面の一部の曲面であってもよい。検知範囲角は、円錐の頂角で表され、１２０度以下が好ましく、使用者の前面広範囲を対象とする点から８０～１００度がより好ましい。円錐の母線は２ｍ以下が好ましく、使用者の前方数歩の距離を想定すると０．７～１．５ｍであることが好ましい。

　本発明の携行型周囲認識支援装置は、検知手段と通達手段とを備え、前述の周囲認識支援システムを有する。検知手段は、物体もしくは他の人を検知する検知回路からなり、通達手段は、検知回路からの出力を受けて使用者に通達する通達部材からなる。検知手段と通達手段とが、周囲認識支援システムを構成する。

　本発明の携行型周囲認識支援装置が備える通達手段として、例えば、音または振動を利用する手段が挙げられる。前記音としては、ブザー音またはクリック音が挙げられ、明瞭さからクリック音が好ましい。

　さらに、物体もしくは他の人が、前記検知範囲内に侵入したことを検知した際と、前記検知範囲から去ったことを検知した際とで、異なる通達手段を用いると（または、通達手段を異なる態様で動作させると）、物体もしくは他の人が、近づいたか遠ざかったかが判別しやすく好ましい。前記異なる通達手段として、異なる音程の音、異なる振動数の振動、及び、音と振動の組み合わせ、などを用いることが挙げられる。

　前記音を発生するための音源回路を設けてもよい。あるいはまた、一般に赤外線センサー回路で利用され、音を発生する電子部品である電磁リレーを、音源として用いてもよい。電磁リレーは、電磁石を含有し、通常外部の回路等のスイッチとして用いられる。一般に、電磁リレーではその構造上、通常電圧が印加された時および除去された時にクリック音が発生する。また、電磁リレーがオンまたはオフになる際のクリック音は通常異なる。このため、後述する実施の形態１では、物体もしくは他の人が、前記検知範囲内に侵入したことを検知した際と、前記検知範囲から去ったことを検知した際とで、通達手段が異なる態様で動作することになる。

　通達手段として電磁リレーの動作音を用いる場合を詳細に説明する。物体もしくは他の人が検知境界を越えて検知範囲に入ってきた時に、クリック音が発せられる。物体もしくは他の人が検知範囲内に留まっているあいだは、電磁リレーはオン状態（もしくはオフ状態）に保持される。すなわち、物体もしくは他の人が検知境界を横断したことが検知された際に、検知結果がクリック音として使用者に通達される。その結果、物体もしくは他の人が検知範囲内に留まっている間は通達はなされない。

　本発明の携行型周囲認識支援装置が有する通達手段は、物体もしくは他の人が検知境界を越えて入ってきた時および出た時に前記通達をする。すなわち、検知されている状態に変化があったときに前記通達がなされるようにする。このためには、前記検知回路からの信号を時間微分し、ブザー等の音源や振動モータ等の振動源等の出力部材に入力してもよい。その際、通達がなされている時間として、ブザー音であれば０．３～０．５秒、振動であれば０．５～１秒程度になるように、前記時間微分をする回路を調整することが好ましい。

　本発明の周囲認識支援システムの検知境界は、携行型周囲認識支援装置が有する検知手段の検知範囲を囲む面である。従って、検知境界を「検知境界面」と称してもよい。また、検知範囲を「検知境界面内」と称してもよい。検知手段として、反射型赤外線センサが挙げられる。前記反射型赤外線センサは、少なくとも１つの赤外線発光ダイオードと、その反射光を捉える少なくとも１つの赤外線受光素子とを有する。より具体的には、例えば、反射型赤外線センサの回路基板上に赤外線発光ダイオードと赤外線受光素子とが、それぞれ発光面と受光面が同じ方向に向けられて載置される。赤外線発光ダイオードから出た赤外線が物体もしくは他の人により反射され、反射された赤外線を赤外線受光素子で受光することにより、物体もしくは他の人を検知することができる。このような反射型赤外線センサを用いたときの検知範囲は、通常、円錐形とされ、円錐の頂点が受光部にあって、円錐の底面が受光部から最も遠くなる。赤外線センサは市販品を用いることもできる。この赤外線センサ回路には前述の通達部材が接続される。

　本発明の携行型周囲認識支援装置は電源を有する。独立した電源を有することにより、使用者は周囲認識支援装置を携行することができる。前記電源は、乾電池や充電池等の入手しやすいものであることが好ましい。

　本発明の携行型周囲認識支援装置は、例えば帽子に載置されてもよい。検知手段、通達手段および電源を載置することが可能であれば、帽子の形状や種類は限定されない。野球帽形の帽子を用いる場合、つば（ひさし）の上面であっても下面であっても携行型周囲認識支援装置を載置できる。内部に大きく空間を有する山高帽等の帽子を用いる場合、外部を検知するためのセンサ部分を露出させた状態で帽子内部に携行型周囲認識支援装置を載置してもよい。携行型周囲認識支援装置が帽子に載置されることにより、白杖の使用のように手が塞がることがない。

　以下、具体的な実施の形態を例に説明する。なお、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではない。
（実施の形態１）
　実施の形態１の携行型周囲認識支援装置は、検知手段、通達手段、電源および野球帽から構成される。検知手段と通達手段は野球帽のひさしの上に載置される。電源は野球帽の後ろの部分に載置される。

　検知手段として、赤外線を使用した反射センサ回路を用いる。具体的には、イーケイジャパン製「リレー付き通過・反射センサ」回路キットを用いる。この回路を用いて、赤外線発光ダイオードの発光面及び赤外線受光素子の受光面が帽子の正面を向くように帽子のひさしの上に載置した際には、周囲認識支援システムの円錐形の検知範囲は、帽子の正面にあって、円錐の頂点が受光面にあり、円錐の底面となる円が受光面から最も遠くなる。円錐の頂角は略９０度で、母線の長さは略１ｍとなる。円錐の底面は、円錐の頂点から等距離となる球面の一部の曲面である。検知範囲内に物体もしくは他の人が入ると、赤外線発光ダイオードから照射された赤外線が反射され、赤外線受光素子で受光されて検知される。

　通達手段として、前述の反射センサ回路が有する電磁リレーを用いる。電磁リレーには反射センサ回路の出力信号（検知信号）が供給される。すなわち、検知範囲内に物体または他の人が入り、赤外線受光素子が物体または他の人で反射した赤外線を受光している間、検知信号が出力される。電磁リレーは、例えば、検知信号が供給されている間、オンされる。そして、電磁リレーが発生するクリック音を利用した検知結果の通達が行われる。クリック音は、オフ状態の電磁リレーがオンされるとき、または、オン状態の電磁リレーがオフされるときに出力される。すなわち、物体もしくは他の人が検知境界を横断した際にクリック音が出力される。物体もしくは他の人が検知範囲内に留まっている状態では、電磁リレーのオン状態が保持され通達はなされない。
（実施の形態２）
　実施の形態２の携行型周囲認識支援装置は、実施の形態１の反射センサ回路からの出力信号がCR微分回路を介して継続時間約０．５秒間出力されて前記電磁リレーに入力されている点、及び、通達部材としてさらにブザーが前述の電磁リレーに接続されている点で異なる。ブザーは電磁リレーがオン状態にあるとブザー音が出力される。反射センサ回路が何かを検知すると、電磁リレーはオンされる。しかし、反射センサ回路の出力信号は、CR微分回路を介して電磁リレーに入力されるため、反射センサ回路の出力信号が急峻に変化しなければ、反射センサ回路の出力信号は電磁リレーに入力されない。従って、検知された物体が検知範囲内に留まっている状態では、電磁リレーのオン状態は保持されない（オフされる）。一方、検知された物体が検知範囲から出ていくとき、電磁リレーがオンされる。

　従って、物体もしくは他の人が検知境界を横断した際に検知されてブザー音が出力される。物体もしくは他の人が検知範囲内に留まっていても、ブザー音が出力され続けることはない。

　実施の形態１および２によって示される本発明の周囲認識支援システムおよび携行型周囲認識支援装置は、検知境界を物体もしくは他の人が横断したことを検知して検知結果を通達するとともに、検知範囲内に物体もしくは他の人が留まっている間は、システムまたは装置のスイッチを使用者がオンオフしなくても検出結果の通達が停止される。したがって、使用者が不要な情報に煩わされることがない。

　以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。

　本願は、日本特許庁に２０１５年５月２９日に出願された基礎出願２０１５－１１００１６号の優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。

　本発明の周囲認識支援システムは、視覚障碍者や弱視者等による周囲の状態の認識の支援に好ましく用いることができる。

Claims (10)

1. 　使用者が携行して用いる周囲認識支援システムであって、
   　物体もしくは他の人が、所定の検知範囲の境界である検知境界を横断したとき、前記使用者に検知結果を通達し、物体もしくは他の人が前記検知範囲内に留まっている間は前記検知結果の通達を停止する周囲認識支援システム。
2. 　物体もしくは他の人を検知する検知手段と、
   　前記検知手段の検知結果を使用者に通達する通達手段とを備え、
   　前記物体もしくは他の人が、前記検知手段の検知範囲の境界である検知境界を横断したとき、前記通達手段により前記使用者に前記検知手段の検知結果が通達され、前記物体もしくは他の人が前記検知範囲内に留まっている間は、前記通達手段による前記検知手段の検知結果の通達が停止される携行型周囲認識支援装置。
3. 　前記通達手段による前記検知結果の通達は、音によりなされる請求項２に記載の携行型周囲認識支援装置。
4. 　前記音が、クリック音またはブザー音である請求項３に記載の携行型周囲認識支援装置。
5. 　前記通達手段は、電磁リレーであり、
   　前記音は、前記電磁リレーのオン／オフに伴って出力されるクリック音であり、
   　前記電磁リレーは、前記検知手段が物体もしくは他の人を検知したときに出力する検知信号に基づいてオン／オフされる請求項４に記載の携行型周囲認識支援装置。
6. 　前記通達手段は、電磁リレーであり、
   　前記音は、前記電磁リレーに接続されたブザーが発するブザー音であり、
   　前記電磁リレーは、前記検知手段が物体もしくは他の人を検知したときに出力する検知信号を時間微分した信号に基づいてオン／オフされる請求項４に記載の携行型周囲認識支援装置。
7. 　前記通達手段による前記検知結果の通達は、振動によりなされる請求項２に記載の携行型周囲認識支援装置。
8. 　前記検知手段が赤外線発光ダイオードと赤外線受光素子とで構成される反射型赤外線センサを含む請求項２～７のいずれかに記載の携行型周囲認識支援装置。
9. 　前記検知範囲が前記赤外線受光素子を頂点とする円錐形とされる請求項８に記載の携行型周囲認識支援装置。
10. 　請求項２～９のいずれかに記載の携行型周囲認識支援装置が載置されている帽子。